氧化锆—钛酸铝复相材料的制备及性能研究

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1、摘要氧化锆材料的熔点高(2700℃)、硬度大、化学稳定性好、抗酸碱、抗炉渣侵蚀性强，但热膨胀系数高、抗热震性能差：而钛酸铝的热膨胀系数低、熔点较高(1860℃)，是一种典型的高抗热震特种陶瓷材料．本课题试图综合z她和A12TiOs材料的优点，将钛酸铝引入到氧化锫材料中，采用共沉淀法试验探索一种耐高温高抗热震7_z02-A12Ti05复相陶瓷材料的制备方法。试验研究Zr02-A12Ti05复相材料的制备方法、钛酸铝含量、烧结温度、氧化锆(PSZ)粒径对Zr02-A12Ti05复相材料性能的影响。以硫酸铝及硫酸亚钛为原料，以粒径分别为0．81．tm，2tun、5tim、8tun

2、的部分稳定二氧化锆PSZ微细粉为基体，分散在Al”浓度0．02mol·L．1可溶铝盐及Ti3+浓度0．01mol·L-1的钛盐溶液中，以浓度为0．2mol·L1的氨水为沉淀剂，pH控制为5．2．5．5，获得A12Ti05复合Zr02的悬浮体。将悬浮体脱水干燥后，经1350℃，1400℃，145012，150012烧结获得Zr02-A12TiOs复相陶瓷材料。对烧后的复相材料进行了烧结性能、物相组成、显微结构及抗热震性能进行了测定．研究结果表明：钛酸铝含量为5％，氧化锆含量为95％的试样在各温度下烧成后其烧结性能优良；烧结温度为150012时，适宜制备致密度高及强度高的ZrO

3、rA12Ti05复相材料；随着试样中钛酸铝含量含量由2％增加至5％，试样的烧结性能明显提高，但钛酸铝含量含量由5％增加至8％，试样显微结构的晶粒完整程度明显增加，但试样的烧结致密程度变化幅度较小；PSZ粒径为0．8ttm、含量为95％的53mmX10minx10mm试样经1500℃烧结后的气孔率较低，抗折强度较高，l10012下热震次数达20次，比纯PSZ材料的抗热震性能具有明显的提高。将共沉淀法与固相法分别制备的Zr02-A12Ti05复相材料进行烧结性能及抗热震性能比较。结果表明：共沉淀法制备Zr02-Ai2Ti晚复相材料的烧结性能及抗热震性能均优于固相法。图28表18

4、参5l关键词：Zr02，A12Ti05，复相材料，共沉淀法分类号。TQl75河北理工大学硕士学位论文AbstractZireoniahashighmeltingpoint(270032)．degreeofhardness、goodchemicalstabilityandacid-alkaline、cinder、corrodibilityresistance,howcvgr,withhighthermalexpansionandbadthermalshockresistance．Moreover,aluminiumtitanalehaslowthermalexpansiona

5、ndhighmeltingpoillt(186032)，itisatypicalceramicmaterialwithllighthermalshockresistance．MeritsofZirconiumoxideandaluminiumtitanatewerecombinatedintheexperiment．Zirconia-aluminiumfitanatecompositewaspreparedbyco-precipitationmethod．Someeffectivefactorswerestudied，includingpreparingmethod、con

6、telltsofaluminiumtitanate、sinteringtemperatureandsizeofzireoniaoneffectsofzirconia-composite．Aluminiumsulfateandtitanoussulfatewcreusedasrawmaterials．ZireoniamiropowdersPSZwithdifferentsizes-O．8Hm、2pm、5Hm、81an,whichwJ斟'eusedascoveredmatterstodisperseinmixturesolutionof0．02t001．r1APandO．01m

7、01．L。1Ti≯Aqueousammonia(O．2mol‘L．1)wasusedasprecipitatingagent．pHofmixturesolutionwascontrolledintherangeof5．2to5．5．Zirconia-aluminiumtitanatesuspensioncouldbeobtained．Aftersuspensionwasdehydrated,driedandindividuallycalcined越1350℃．1400℃．1450℃and1500℃toobtainZ