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Mullit

Mullit

 

 

Mullit

(Mit freundlicher Unterstützung & Copyright by Thomas Witzke / Stollentroll)

 

 

Mineralogische Definition "natürliches Mullit"

 

Der Vollständigkeit halber sei hier auch die mineralogische Definition von Mullit erwähnt - das "natürliches" Mullit - ein sehr selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Silikate und Germanate“ und welches mit der chemischen Formel Al[6]Al1+x[4][O|Si1-xO4-x/2] bezeichnet ist. Mullit kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem und entwickelt meist kleine, prismatische bis nadelige Kristalle mit einem glasähnlichen Glanz auf den Oberflächen. In reiner Form ist Mullit farblos und durchsichtig. Durch vielfache Lichtbrechung aufgrund von Gitterbaufehlern oder polykristalliner Ausbildung kann er aber auch weiß erscheinen und durch Fremdbeimengungen eine graue, hellrosa bis rote oder violette Farbe annehmen, wobei die Transparenz entsprechend abnimmt.

 

Mullit entsteht durch Metamorphose aus Kaolinit bei Normaldruck und etwa 1200 °C oder als Zerfallsprodukt von Sillimanit bzw. seinen Polymorphen Disthen oder Andalusit bei über 1000 °C (Sillimanit→Mullit+SiO2). Da diese Bedingungen der metamorphen Sanidinit-Fazies entsprechen, die in der Natur nur selten und in beschränkten Gesteinsvolumina erreicht wird (etwa im Nebengestein basaltischer Vulkanschlote), tritt Mullit dort meist nur in sehr geringen Mengen auf

 


 

 

Mineralogische Definition "sythetisches Mullit"

 

Technisch wird Mullit durch Schmelzen einer Mischung von Kaolinit und Aluminiumoxid im Lichtbogenofen oder durch Sinterung einer brikettierten Mischung von Kaolinit, Aluminiumhydroxid und Wasser im Tunnelofen hergestellt.

 

Durch das Ausgangsmineral Kaolinit entsteht Mullit als wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung von Porzellan und Ziegeln sowie Schamottesteinen. Auch zur Herstellung von Filterelementen für die Heißgasfiltration wird Mullit eingesetzt. Ebenso findet es Verwendung als inertes Trägermaterial für beschichtete Katalysatoren. Ein weiteres Einsatzgebiet von Mullit ist die Hochtemperaturwärmedämmung.

 


 

Mullit als Bestandteil des Porzellan

 

In der Porzellanherstellung entsteht "Mullit" durch die Schmelze von KaolinQuarz und Feldspat bei einer Temperatur oberhalb von 1.320 ° C quasi als automatischer Prozess durch den Hartbrand. Je nach Temperatur und Zusammensetzung der genannten Rohstoffe entsteht 

  • Schuppenmullit 
  • Nadelmullit

 


 

Schuppenmullit - Primärmullit

 

Betrachtet man zunächst nur eine Mischung aus Kaolin und Feldspat, dann kann man ab etwa 1000°C die erste Mullitbildung (Primärmullit) beobachten. Sie tritt zuerst in den Kaolinitrelikten ein; denn in diese dringt das am leichtesten bewegliche Ion, das Kalium-Ion ein, bildetdort einen geringen Anteil an Schmelzphase und vermittelt so die Mullitbildung. Dabei wird aber in der Feldspatschmelze eine Verringerung des K2O-Gehaltes bewirkt, wodurch sich die Zusammensetzung im Phasendiagramm in Richtung des Mullitfeldes bewegt, so daß auch in der Feldspatschmelze eine Mullitkristallisation stattfindet. 

 


 

Nadelmullit - Sekundärmullit

 

Das Nadelmullit als Sekundärmullit entsteht in der "Glasphase" des Porzellanbrandes aus dem Schuppenmullit durch höhere Schmelztemperaturen oder auch längere Brennzeiten. Dabei nimmt die Korngröße des Schuppenmulit ab und es bilden sich tausende kleiner Mullitnadeln an der Kontaktfläche von Scherben und Glasur. Diese ineinander greifenden und ineinander steckenden "Mikronadeln" (siehe Bild oben) wirken wie ein Stabilisator und erhöhen die Festigkeit des Porzellan.  

 

Fazit: Mullit muss als Indikator für "echtes Porzellan" immer nachweisbar sein. Leider kann dieser Nachweis nur durch "Feststellung" erfolgen - als Folge einer Mineralphasenanalyse und einer chemischen Laboruntersuchung.