钛酸铝材料研究进展及应用

钛酸铝是一种优异的高熔点、低膨胀无机非金属材料。主要阐述了钛酸铝材料的微观结构 ,以及热分解、热膨胀及其影响因素。简述了钛酸铝材料的制备方法。讨论了合成的工艺条件及添加剂对钛酸铝材料性能的影响 ,并对其应用作了简单介绍。最后提出了改善钛酸铝材料性能的技术途径。

钛酸铝材料的结构、热膨胀及热稳定性

详细回顾了关于钛酸铝材料结构、热膨胀和热穗定性的研究。Al_2TiO_5属于正交晶系假板钛矿结构。其晶格热膨胀各向异性行为,导致多晶钛酸铝陶瓷材料的微裂纹化,从而具有低膨胀、低热导率和优良的抗热震性等特性。但Al_2TiO_5低温下属于动力学稳定态,当温度低于1280℃易于分解为α-Al_2O_3和金红石型TiO_2引入异质同构的化合物MgTi_2O_5或Fe_2TiO_5固熔于Al_2TiO_5晶格,可以降低热力学分解温度和增加结构熵,有效地抑制Al_2TiO_5的分解。Al_2TiO_5在还原气氛下的分解机理上不明确,需要进一步的研究。

利用铝型材厂污泥制备自结合钛酸铝/莫来石复相材料

本研究采用铝型材厂污泥制备自结合钛酸铝/莫来石复相材料,目的使不稳定的Al2TiO5转变为稳定的Al2TiO5,从而减少因降温时的分解。主要探讨不同配方对复相材料中形成的晶相、微观形貌及含量的影响,从中确定较佳的配方。采用XRD法和SEM法表征各试样形成的晶相和显微结构;用RietveldQuantification法确定各试样中各晶相的含量。实验结果,确定最佳的配方:熟料含量为89%,生料含量为11%,其形成主晶相是Al2TiO5和莫来石固溶体,其含量分别为67.9%和29.7%,对应的体积密度为2.73g/cm3,抗折强度为40.25MPa,热震抗折强度保持率为85.6%。

反应烧结温度对自结合钛酸铝/莫来石复相材料的影响

本研究以铝型材厂污泥、龙岩高岭土和工业二氧化钛为原料制备钛酸铝/莫来石复相材料,在钛酸铝材料中引入莫来石晶相,从而提高Al2TiO5的稳定性,防止降温时的分解。本文主要探讨反应烧结温度对复相材料中形成的晶相、显微结构及其含量的影响,从中确定最佳反应烧结温度。采用XRD法和SEM法表征各试样形成的晶相和显微结构;用RietveldQuantification法确定各试样中各晶相的含量。综合XRD、SEM和性能分析结果,确定1510℃为最佳烧结温度,其对应的体积密度为2.88g/cm3,抗折强度为40.44MPa,热震抗折强度保持率为97.2%。

钛酸铝陶瓷材料

阐述了钛酸铝陶瓷材料的结构、稳定性及低膨胀之间的关系 ,详细探讨了钛酸铝热分解的原因和改善热稳定性及提高强度的措施 ;

钛酸铝/氧化铝复合材料的制备及其抗铝液浸渗性能

以Al2O3,TiO2,MgO和Fe2O3粉末为起始原料制备出不同氧化铝含量的钛酸铝/氧化铝复合材料;通过考察浸于熔融铝液中试样断面显微结构和特征元素分布研究了复合材料抗铝液浸渗性能。研究表明,反应烧结得到的是含5%MgTi2O5(质量分数)和1%Fe2TiO5(质量分数)的钛酸铝复合固溶体与氧化铝组成的复合材料,复合材料的烧结致密度随试样中氧化铝含量的增加而增加。高钛酸铝含量的钛酸铝/氧化铝复合材料具有良好的抗铝浸渗性能。

不同界面层对莫来石基体层性能的影响

以莫来石作为基体层,原位合成的纯钛酸铝(AT)和莫来石/钛酸铝复合材料(ATM)作为界面层,采用轧膜成型、热压烧结工艺制备了2种层状复合材料。通过对显微结构、力学性能以及载荷-位移曲线的对比分析表明,2种界面层都能与莫来石基体层进行很好的结合,并且均能提高纯莫来石的断裂韧性以及减小强度在不同方向上的差异。此外,ATM界面层相对于AT界面层具有气孔和微裂纹少、结构致密等特点,并且M70/ATM层状复合材料的断裂韧性比M70/AT的大,而抗弯强度却下降较小。