钛酸铝(Al2TiO5简写：AT)具有熔点高、热膨胀系数低、导热系数低、弹性模量低、抗热震好以及抗冲击性强等优良特性，在许多领域已经得到广泛应用，如作为高温防腐蚀涂层、高温抗氧化涂层以及高温合金的热障涂层的应用；作为耐火材料、结构材料在钢铁、金属冶炼以及汽车工业等领域的应用。基于Al2TiO5的优良性质，它将是汽车尾气净化用多孔陶瓷载体材料的理想选择。
本文以Al2O3和TiO2为原料，辅助添加SiO2、Fe2O3等作为改性剂，以PVA作为粘结剂，玉米淀粉为造孔剂，采用反应烧结的方法制备多孔钛酸铝陶瓷材料。系统研究了烧成温度、改性剂和造孔剂对多孔钛酸铝陶瓷材料性能的影响规律。并重点利用XRD、SEM以及电子探针等手段，对多孔材料的组成、结构、形貌与性能之间的关系进行了系统研究。
研究结果表明：
(1)通过XRD物相分析可以看出，不同烧成温度下获得的试样主相为Al2TiO5，另外还有少量的未反应的Al2O3和TiO2，随着烧成温度的提高和添加剂的引入，Al2TiO5的合成率逐渐升高，当烧成温度为1500℃，添加质量分数为4％的Fe2O3时，几乎没有未反应的Al2O3和TiO2。
(2)烧结温度和辅助添加SiO2、Fe2O3等对Al2TiO5晶体形态有影响。反应烧结获得的Al2TiO5晶粒形状不规则，随着烧结温度的提高，晶粒逐渐增大，晶粒间粘结紧密，气孔变少，致密度升高，强度增加。添加剂 SiO2、Fe2O3与钛酸铝形成固溶体，这部分固溶体存在于钛酸铝晶界上，形成固溶体后能使钛酸铝的晶格常数变大，改变钛酸铝的畸变程度，从而改变了钛酸铝的热分解率和强度。
(3)通过反应烧结法得到了具有三维多孔结构的钛酸铝多孔陶瓷材料。加入一定范围(0wt.%～20wt.%)的造孔剂-玉米淀粉可以有效的提高多孔钛酸铝陶瓷气孔率。不同含量造孔剂对多孔钛酸铝陶瓷性能的影响不同，随着造孔剂含量增大，气孔率增大，抗压强度降低。
- 作 者：
- 葛传良
- 学科专业：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 山东科技大学
- 导师姓名：
- 崔洪芝
- 学位年度：
- 2011
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
