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钛酸铝陶瓷热稳定性能

来源:凤凰vip彩票app下载 时间:2015-08-17 浏览数:

钛酸铝(Al2TiO5)熔点高、热膨胀系数低、抗热冲击性能良好、抗渣耐蚀性能优异,具有很大应用潜力。但其在900~1200℃不稳定,易分解为金红石型二氧化钛和刚玉,限制了其应用。

Fe2O3可以有效地抑制Al2TiO5分解,提高其热稳定性。有学者研究了纳米Fe2O3对钛酸铝陶瓷热稳定性能的影响。钛酸铝分解是由于Al3+和Ti4+形成八面体发生扭曲导致,Al3+半径约为0.05nm,Ti4+的半径约为0.068nm,两者相差较大,Al3+受周围离子束缚弱,易脱离八面体结构,导致钛酸铝分解,八面体扭曲得越利害,Al2TiO5越容易分解。加入纳米Fe2O3,Fe3+更容易均匀进入Al2TiO5晶格,取代Al3+形成Al2(1–x)Fe2xTiO5固溶体,Fe3+的半径(0.065nm)比Al3+的大,而且接近Ti4+的半径,[AlO6]和[TiO6]八面体扭曲程度得以缓解。因此Al2(1–x)Fe2xTiO5的热稳定性能比Al2TiO5的高,加入纳米Fe2O3可以更容易进入Al2TiO5晶格,更好地抑制Al2TiO5分解。

研究表明,纳米Fe2O3进入Al2TiO5晶格,加入量小于10%时,随着加入量增加,Al2(1–x)Fe2xTiO5的晶格常数变大,热分解率降低;加入量大于10%时,其晶格常数保持不变甚至变小,热分解率反而会增大。改善Al2TiO5的热分解性能,纳米Fe2O3添加量应小于10%。(郑大高温所:谢国锋)

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