莫来石化学式为3Al₂O_3`2SiO₂,理论组成中Al₂O₃71.8%，SiO₂28.2%， 是Al₂O₃-SiO₂二元系中唯一稳定的化合物，也是研究最广泛的晶相。其熔点为(1890±90)℃，以斜方晶型成晶，晶体结构是以铝氧八面体共用[AlO ₆] 平行于C轴方向发展，横向则以[(Si,Al)O₄]四面体与[AlO ₆] 八面体共用棱而连接起来的链状硅酸盐矿相。由于Al³⁺可不同程度地取代Si⁴⁺，电

随Al³⁺含量的增加，将在晶格中产生更多的氧空位Ⅴ²⁺，因而莫来石是一种不饱和的、氧化铝有序分布的网络结构；其结构中空隙大，比较疏松。

正是莫来石这种异乎寻常的链状排列结构，使其C轴延伸长成柱状、针状。在耐火材料中，这些针状莫来石互相穿插构成坚固的骨架，使其具有一系列良好的性能，如高的热态强度和荷重软化温度，好的抗热震性等，另外还具有高温蠕变量小，线膨胀系数小，抗化学侵蚀性强等优点。

莫来石的线膨胀系数较低是其典型优点工业生产的莫来石一般在800℃时的线膨胀率约为0.4%。但莫来石具有轴向膨胀的非均匀性。通过高温XRD测得轴向膨胀数值表明：含Cr₂O₃和Fe₂O₃的固溶体以及电熔莫来石的体积膨胀均比计量烧结莫来石低。

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在Al₂O₃-SiO₂系相平衡的研究中， 关于莫来石是否是一致熔融化合物一直争论不休。实验表明：使用高纯原料在密封条件下作相平衡时，莫来石为一致熔融化合物；在空气中且有杂质存在时，为不一致熔融化合物。因此，在分析一般硅酸盐材料的实际问题时，将莫来石视为不一致熔融化合物较为合适。

耐火材料工业用莫来石原料一般系人工合成，有价值的天然莫来石矿很少。近几十年来，合成莫来石原料的研制和应用有很大发展。合成莫来石一般采用烧结法或电熔法来生产。