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                鈦酸鋁材料主要特點及運用

                    隨著現代工業和科技的快速發展,對同時具有優良的耐一高溫和抗熱震性陶瓷材料的需求愈來愈迫切。作為目前已知惟一的低膨脹材料中耐高溫性能最好的一種結構陶瓷材料一鈦酸鋁,因其具有高熔點(1860℃),低熱膨脹系數[α20-1000℃= (0.5~1.5)×10-6/℃],良好的抗熱沖擊性能,抗渣、耐蝕、耐堿和對多種金屬及玻璃不浸潤的優異性能及價格比較低廉而成為倍受關注的一種新型陶瓷材料。
                    鈦酸鋁陶瓷材料作為耐火陶瓷材料可廣泛應用于工業測溫、冶金、化工、玻璃、陶瓷、汽車、環保等行業。用它可制作的產品有測溫熱電偶保護套、冶金工業用水口、過濾器、坩堝、匣缽、通氣管、內燃機的廢離子過濾器、工業和汽車用的熱交換器、釬頭等;汽車(特別是沙漠車、軍用越野車)發動機排氣管、排氣道、排氣渦殼及汽車尾氣凈化處理用蜂窩狀催化劑載體;工業窯爐用高級耐火材料。
                    鈦酸鋁耐火陶瓷材料在鋼鐵及有色金屬工業也有著廣泛的應用。欽酸鋁具有耐堿的特性,并且具有對金屬熔液、特別是對鋁液的不浸潤性,因此是鑄造產品的澆注進氣管、渣口管、冒口、地口塞、閥塞、鑄包和鑄模內襯的首選材料。
                    有研究將鈦酸鋁材料應用在高性能復合材料蜂窩陶瓷中,這種復合陶瓷材料,具有熱膨脹系數低,熱穩定性好,抗壓強度高、孔密度高、對催化劑的吸附好,最適于作為汽車尾氣凈化催化劑載體,能適應汽車的運行工況,抗熱震、耐高溫、強度高,因而確保對尾氣的凈化效果好,不易損壞。鈦酸鋁質蜂窩陶瓷具有質輕、耐腐蝕性好、強度高、比表面積大等特點。周海輝等利用這種材料金屬化后制造成鉛酸蓄電池的正極板導電基底,希望提高錯酸蓄電池的電池比能量及其使用壽命。
                    鈦酸鋁對堇青石質窯具的性能有重要影響。在堇青石質窯具中加入鈦酸鋁可以提高它的抗熱震性,但對原制品的機械強度有一定的破壞性,而且在燒成過程中會發生一定的變形。摻入鈦酸鋁材料的工藝要求比較嚴格,其摻入量要適中,有一定的范圍要求,否則較難適應工業化生產的要求。
                    對鈦酸鋁陶瓷材料的研究,國外始于20世紀50年代,國內始于20世紀80年代。但迄今為止,世界上也僅有美國、德國、日本等少數幾個發達國家及我國擁有鈦酸鋁陶瓷制品的生產技術、并有產品供應。欽酸鋁陶瓷存在兩大致命弱點:一是本身熱膨脹系數的各向異性,造成其內部出現大量的微裂紋,顯著地降低了強度;二是在900~1280℃溫度范圍內,易分解成金紅石(TiO2)和剛玉相(A12O3),造成其局部內應力集中與熱膨脹系數增大,從而失去其優良的抗熱震性。因而欽酸鋁的工業化生產和應用開發難度較大。因此,怎樣較好的克服欽酸鋁的兩大缺點,一直是材料科學工作者的研究熱點。

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