多孔陶瓷是以优质原料为主料、经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性材料。其具有耐高温、高压，抗酸、碱和有机介质腐蚀，良好的生物惰性，可控的孔结构及高的开口孔隙率，使用寿命长，产品再生性能好等优点。钛酸铝(Al2TiO5，简称AT)陶瓷因具有低热膨胀系数、高熔点、优异的抗热震性和低热导率等优良性能，而应用在汽车尾气净化处理、隔热材料、化工催化剂载体等方面。但钛酸铝材料中温易分解和强度低两个致命弱点，极大的限制了它的应用。本文以α-Al2O3和TiO2为原料，以Fe2O3、 SiO2、孔内原位自生成莫来石和氧化铝片晶作为改性剂，以羧甲基纤维素(CMC)溶液作为分散剂，采用反应烧结的方法制备钛酸铝多孔材料。系统研究了不同的改性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。
实验结果表明:
(1) Fe2O3的加入可以抑制Al2TiO5的中温分解，提高其热稳定性。将Al2TiO5试样经过1100℃保温120小时处理之后，随着Fe2O3的含量增加，Al2TiO5分解现象越来越不明显，当添加20mol％ Fe2O3时，Al2TiO5几乎没有分解。
(2)通过在钛酸铝多孔材料中原位生成莫来石，显著提高了钛酸铝多孔材料的机械强度，随着莫来石含量的增加，钛酸铝多孔材料的显气孔率先降低，后增加，抗压抗折强度明显增加。在莫来石含量为50％时，其气孔率达到42％，抗压强度为51.8MPa，抗折强度为14.6MPa。
(3)利用α-Al2O3、γ-AlOOH和TiO2为原料，Fe2O3为改性剂，用熔盐法合成的氧化铝片晶作为增强体，并对其增韧效果进行了研究。通过实验我们发现，氧化铝片晶的加入可以非常显著的提高钛酸铝-莫来石的机械性能，在氧化铝片晶含量为10％时，我们得到了气孔率为47.2％，抗压强度为138.1MPa，抗折强度为40.3MPa。
- 作 者：
- 赵慧玲
- 学科专业：
- 材料工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 山东科技大学
- 导师姓名：
- 徐国纲
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
