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硅酸盐通报2025年第08期:二氧化钛对铝酸锌耐火陶瓷性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘琦;黄世谋;郝建英;崔步哲;朱振国;白朔;

单位:太原科技大学材料科学与工程学院;三门峡职业技术学院;中国科学院金属研究所;

摘要:为了发展低热导率、高力学性能的铝酸锌(ZnAl_2O_4)耐火陶瓷,添加二氧化钛(TiO_2)对其性能进行改性。以氧化铝和氧化锌为铝源和锌源,氧化镁为烧结助剂,通过固相反应烧结制备ZnAl_2O_4耐火陶瓷,研究TiO_2添加量对ZnAl_2O_4耐火陶瓷性能的影响,并从物相、微观形貌的变化揭示其改性机理。结果表明,随着TiO_2添加量增加,ZnAl_2O_4陶瓷的性能均有提升。当TiO_2添加量为11%(质量分数)、烧结温度为1 500℃时,烧结得到的ZnAl_2O_4陶瓷各项性能最为优异,其显气孔率为3.5%,体积密度为4.21 g/cm~3,线性收缩率为28.53%,抗折强度达到最大值202.3 MPa,热导率为10.003 W/(m·K)。TiO_2的添加会促进铝酸锌晶粒生长,并与其生成固溶体Zn_(1.5)Ti_(0.25)Al_4O_8,使铝酸锌晶粒更完善,结构更致密。同时,TiO_2的添加也可降低铝酸锌陶瓷的烧结温度,符合节能环保要求。

关键词:耐火陶瓷;;铝酸锌;;致密度;;抗折强度;;热导率

基金资助:山西省基础研究计划(202203021211186)