钛酸铝的合成及应用.docx

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1、肆钛酸铝的合成及应用蒆薂一．概述钛酸铝分子式：Al25,分子量：154.88,熔点：℃钛酸铝陶瓷是著名的热膨胀系数较低的肀TiO1860,材料。但其在高温煅烧时易裂，机械强度较差。此外，钛酸铝在约1000℃下加热，容易分解成氧化物，为此，通常加入各种添加剂，调整原料配比，及控制煅烧条件以改进上述缺点。成品用于满足耐热性及耐热冲击性能用途的要求。钛酸铝属斜方晶系拟板钛矿型结晶。平均热膨胀系数为9.5E-6/℃。但是钛酸铝也有一些缺点莈1.本身热膨胀系数的各向异性，造成其内部出现大量的微裂纹，显著降低了强度。羅2.在750℃~1300℃温度范围内易分解成金红石和刚玉相，造成局部内应力集

2、中与热膨胀率增大，失去优良的抗热震性。节袇蒇二、实验过程莄由于钛酸铝在750-1000℃极易分解，分解成金红石和刚玉相。所以需加入稳定剂来防止其在该温度下的分解。常用的稳定剂包括二氧化硅、氧化镁、氧化锆、氧化铈等。本次实验我们选用三种不同的稳定剂轻烧镁粉，氧化锆，氧化硅来合成钛酸铝，下面是合成配方：肂罿蚅合成配方螄螃羀试验编号羇4-1-1芃4-1-2薃4-1-3螇4-1-4袀配螅配衿配料莆配料料量，料肆RawMaterial蚂Size/mm芃%量，g蒈%量，g螀%g薇%量，g蚅膅蚄螀蒀工业Al2O3蚇细粉5210.9芁52蝿10.9肇5210.9羁5210.9螁膆钛白粉节CMC芅水

3、蚀轻烧镁粉（稳定剂）莅氧化锆（稳定剂）莂氧化硅（稳定剂）蒅合量袀复称，gRawMaterial活性α-Al2O3钛白粉CMC水轻烧镁（稳定剂）氧化锆（稳定剂）氧化硅（稳定剂）合量肃细粉40薈14薈40蒃14蒂40虿14蚆40膆14螀细粉螅3薅0.8羂3薈0.8膇3肅0.8蚃3蕿0.8蚀蒈芃蒄蒃514ml蚈5袄14ml膄514ml螆514ml葿袅螂莀4薁1.1芇蒆膁莈袅袁荿螈芄蚁4蒁1.1袆蚄芈艿膃膂荿莇薃袃4莁1.1蚃膈袈莃芀羆肅芆10025.7104蚅26.810425.710425.7芁莈27.1薄27.727.727.3试验编号4-2-14-2-24-2-34-2-4配料配

4、料配料配料量，Size/mm%量，g%量，g%量，g%g细粉5210.95210.95210.95210.9细粉4014401440144014细粉30.830.830.830.8514ml514ml514ml514ml41.141.141.110025.710426.810425.710425.7复称，g26.927.927.227.6一．混料将上述配方中的物料充分混匀，然后压成Φ20×20的圆柱形试样，在110℃下保温24小时。二．合成将压好的试样在炉内烧到1550℃下合成钛酸铝，在保温3小时拿出。在压样的过成中，试样有部分层裂，经分析可能加水量过小，后又加水，效果不好。后来用

5、Φ40×40×130模具好很多。1550℃烧成后制品强度不高。三．衍射以下是合成钛酸铝之后的衍射图对比：通过图中我们可以看出，8组配方都合成了大量的钛酸铝，为了方便研究，我们需要选出一组最佳配方来大量生产。因此，我们将合成的物料在1100℃下烧成，看其分解情况，以下是烧后的衍射情况对比：通过图中标示，我们可以很明显的看出，没加稳定剂和加入氧化锆的钛酸铝已经全部分解，加入氧化硅的部分分解，而加入轻烧镁粉的试样基本没有分解，考虑到加入活性α—Al2O3的试样在高温下容易粉化，所以我们选择了以下配方用来大量合成钛酸铝：大量合成钛酸铝配方试验编号4-1-1RawMaterialSize/m

6、m含量，%配料量，g工业Al2O3细粉521040钛白粉细粉40800CMC细粉360水5100ml轻烧镁粉（稳定剂）480合量2000这次配方合量比较大,我们压制了130X40X40的长方体试样,合成试样的强度不高,通过对合成的钛酸铝进行衍射分析后发现大量合成钛酸铝过程中含有很多剩余氧化钛的剩余,我们重新确立了一个配方:.因此,为了减少氧化钛减少氧化钛含量的配方试验编号4-1-2RawMaterialSize/mm含量，%配料量，g工业Al2O3细粉57570钛白粉细粉35350CMC细粉330水550ml轻烧镁粉细粉440合量1000下面是2次试验的衍射对比图:对比结果:减少

7、氧化钛的量合成钛酸铝中剩余氧化钛含量明显减少，效果比较明显。下面是我们做的另外一组配方：原位生成钛酸铝结合钛酸铝砖配方试验编号2004-1-1RawMaterialSize/mm%配料量，g3~150360钛酸铝1~01072原料细粉细粉40288合量720线膨胀的测定：钛酸铝砖线膨胀α=4.492（10-6/℃）1.510.51.258.75170.755.25ρ（%）α（10-6/℃）0.53.50.251.7500T（℃）22542562582510251225