添加剂对钛酸铝性能的影响

NAHUO CAULAO/耐火材料2001 ,35(2)87~88.研究开发添加剂对钛酸铝性能的影响口李志坚郭玉香王琳琳.鞍山钢铁学院鞍山114002摘要研究了添加剂对钛酸铝稳定性及强度的利用RPZ - 03P型高温热膨胀仪测定热分解前影响。结果表明:引入适量的电熔镁砂细粉、SiO2后各试样的热膨胀系数。微粉、ZrO2细粉均可使钛酸铝的稳定性和强度有不试样在进行热分解试验后,由于部分钛酸铝的同程度的提高。热分解，试样的热膨胀系数会增大,其热膨胀系数增幅的大小间接表征了钛酸铝的稳定性。热膨胀关键词钛酸铝,添加剂,稳定性系数增幅越小,说明试样越稳定。钛酸铝(AT)是Al203 - TIO2二元系惟一的化采用x射线衍射仪对分解后各试样进行分析，合物,其理论组成为: Al20 56% ,TiO2 44%。钛酸通过下式估算试样热分解率。β-Al2Ti0, 的分解率= H/(Ixτ+ ln)x 100 %铝集高熔点( 1860C左右)和低热膨胀性(ax- 000式中，Ixr、1r分别是X射线衍射图谱上βAl2TO3<1.5x 10-°C')于一身具有抗热震性好、耐火(023)晶面的術射峰面积和TiO2(金红石)(101)晶度高、抗侵蚀性好等特点。但是,钛酸铝材料难于面的衍射峰面积。烧结,强度较低，而且它在850~ 1300 C会产生热分解而失去低膨胀性,使其应用受到很大限制。本率见图1。各检测结果列于表1, 分解后试样强度、分解研究旨在探讨如何通过引人添加剂来控制钛酸铝.1试样性能检测结果的热分解以及提高其强度。Table 1 Properties of samples编号0*!23"1试验分解 前耐压强度/MPa25.540.7 65.8 46.9分解后耐压强度/MPa10.631.5 57.6 36.21.1试样的制备分解前热膨胀系数x0C-1 3.8 2.6 2.1.3本试验采用的主要原料为烧结刚玉粉、钛白分解后热膨胀系数xI0心-1 10.0 3.7 3.0.8粉,添加剂主要采用高纯电熔镁砂粉(1*)、Si02微B-Al2TIO 的分解率1%65.0.5粉(2* )和ZrO2细粉(3" ),0"试样未加添加剂。按1000耐压强度80囚分解韦30.钛酸铝的理论化学组成设计TiO2和刚玉粉的配6o比,三种添加剂加入量相同,结合剂采用纸浆废液。40-40素按配比混料,以!0MPa压力压制成中50mmx2050 mm的试样,在烘箱中于110心干燥24 h,在电炉0中于I550C保温8h烧成。试样号1.2试样的热分解试验图1分解后试样耐压强度和分解率Fig.1 Strength and decomposition rate of sarmples after de-根据钛酸铝的动力学方程,钛酸铝在1080 ~omomosition1120C下分解最快,1100C时尤为突出,故将四种试样均在1100 C下保温24 h做热分解试验。邓小玲、宋新宇同学参加了本项实验工作。1.3试样的性能检测根据GB5072 - 85测定各试样的耐压强度。中国煤化工编辑;郝旭升MHCNMHG20012耐火材料/WHOCUAO 872结果分析稳定作用，且强度也显著提高。这是因为,Si1'*的2.1 Mg0 对钛酸铝性能的影响引人可与AI203等形成高温液相,促进烧结,稳定从上面的检测结果可知,未加任何添加剂的主晶格,防止分解。St*的引人还可形成AT的固0'试样在经过热分解试验后钛酸铝大部分分解，溶体,这将极大地改善AT的稳定性。SiO2 与置换热膨胀系数显著提高,且强度很低。而引人MgO出的Al0,生成AgS相的包裹作用也限制了AT向作为添加剂的1'试样经过热分解试验后分解率为刚玉和金红石的自由转化反应。3.5%。从热分解前后的热膨胀系数的变化亦可另外,引入SiO2的试样烧结良好,试样断面存看出MgO对钛酸铝起到了较好的稳定作用,但!'在光泽玻璃质,这可能是由于形成-一定量熔化物包试样的强度相对较低。裹晶粒,使主晶相晶粒细晶化,从而提高了试样的稳定作用的原因是AP*在AT中以[ AIO。]八面耐压强度。体形式存在,而AP*的离子半径较小,Al+与0-2.3 ZrO2 对钛酸铝性能的影响的离子半径比值为0.38,但八面体结构仅当r'/r~从试验结果可知, ZrO2对AT同样起到了一定=0.412 ~ 0.732才是稳定的.因此过小的AP+ 处于的稳定作用,但强度提高不显著。[MO。]八面体中心时.八面体发生严重扭曲使得晶这是因为z*+的引人同Sit*一样,可形成AT格稳定性下降。MgZ* 半径较大且接近于T1半径, .的固溶体 ,从而改善AT的稳定性,但因Zr*的离子当1/2(Mg* + Tt )取代AP*进人[ MO。]八面体时半径比T*+大得多,故固溶量小,易析出含锆化合降低了八面体扭曲程度,从而提高了AT的稳定性。物,因而强度不是很高。另一方面,引人的Mg0有一部分与置换所得ALO,反应生成MgO.ALO,尖晶石,它们嵌在晶界3结论上,由于其热膨胀系数较大,因此,晶界裂纹较大，MgO、SiO,、Zr0,在不同程度上提高了AT的稳所以其耐压强度并不是很高。定性,对AT分解前后耐压强度的提高均起到了一2.2 SiO2 对钛酸铝性能的影响定作用。而Si02微粉既对AT起到很好的稳定作从2'试样AT的热分解率以及热分解前、后热用，又能促进AT的烧结而使AT的强度显著提高，膨胀系数的变化可看出, SiO2对AT起到了很好的因此SiO2微粉是三种添加剂中效果最好的。Effect of aditive on the pertomance of aluminum tanat/Li Zhijian, Guo Yuxiang,Wang Ln//Naivo Cail.iao. - 2001 ,35(2):87The paper studied the efect of additive on stabilty and strength of aluminum titanate . The result shows thatmoderate amount of fused magnesite powder ,SiO2 powder and ZrO2 can enhance the stabilty and strengthto different extent.Key words:Aluminum titanate, Aditive, StabilityAuthor' s address:Anshan Institute of lron and Steel Technology, Anshan 114002.行业动态.越南一耐火材料厂落成投产越南产量最大的碱性耐火材料厂于200年9月在河内市附近落成投产,其年生产能力为16500 1.产品为碱性的定形和不定形耐火材料。2000年年底以前,该厂主要为国内的水泥行业生产耐火材料。由于建厂时严格执行绿色环保的指导方针,该厂安装的设备几乎都是世界一流的。〈柴剑玲)中国煤化工MYHCNMHG88 NHIOCAUAOI耐火材料 2001/271