钛酸铝陶瓷属
斜方晶系拟
板钛矿型
结晶。平均热膨胀系数为9.5E-6/℃,是著名的
热膨胀系数较低的
材料,钛酸铝在反复和长期的使用过程中不会出现失透现象,可以在较高温度(1460℃)下使用,还可以很好的适应高温下的氧化问题,因此具有广阔的应用前景 ,但其在高温煅烧时易裂,
机械强度较差。
此外,钛酸铝在800℃-1300℃下加热,容易分解成
氧化物,且在1100℃分解剧烈。为此,通常加入各种
添加剂,调整原料配比,及控制
煅烧条件以改进上述缺点。成品用于满足
耐热性及
耐热冲击性能用途的要求。
钛酸铝主要以离子键和共价键作为结合键,从显微结构和状态上来看,内部有晶体相和气孔,这就决定了钛酸铝具有
金属材料和高分子材料所不具备的导热系数低、抗渣、耐碱、耐蚀、对多种金属以及玻璃有不浸润的优点,因此在耐磨损、耐高温、抗碱、抗腐蚀等条件苛刻的环境下具有广泛的应用,尤其是要求高抗热震的场合,。
钛酸铝材料在有色金属、钢铁、汽车、军工、化工、医学等方面具有广泛的应用;常被应用在金属切削的刀具、模具、发动机零件、气缸内衬、排气管、缸盖排气道、增压器涡壳、涡轮叶片、涡轮转子以及各类
隔热材料。
固相法的合成制备工艺简单、无需特殊的装备,虽然不能达到高纯超细,但是一种常见的制备方法;液相法可以制得纯度高的超细钛酸铝粉末,但是工艺复杂;气相法制得的粉末纯度高、团聚少,粒径分布范围窄,化学反应时的气氛容易控制,但是需要消耗大量的能量而且设备复杂。
对钛酸铝改性,主要是为了抑制它的热分解,改善其热稳定性和降低它的各向异性,减少微裂纹,改善其机械性能,最主要的方法就是添加添加剂。 常用的钛酸铝改性添加剂有:SiO2、MgO、Fe2O3、ZrO2、Li2O、B2O、Cr2O3、La2O3、CeO2、SiC、Si3N4以及FeTiO3+Fe2O3等。
由于钛酸铝的熔点高达1860℃,而且具有低的
热膨胀系数和高的抗热震性,可以通过在合成过程中添加造孔剂将它制备成
多孔材料,使其比表面积高、孔洞连通性能好、耐热能力强、抗压强度高,从而可以用在
汽车催化剂转化器上,用来负载催化剂,还可以作为提炼贵金属和高温气体的过滤器以及用作热辐射板等。