低膨脹堇青石材料的制備與性能研究.pdf

1、陶瓷材料具有很多優(yōu)良的性能,但抗熱震性能較差,在溫度梯度較大的使用場合下,熱膨脹系數(shù)是影響材料抗熱震性能的最主要因素,熱膨脹系數(shù)越小抗熱震性越好,因而低膨脹的堇青石材料受到密切關(guān)注并被廣泛應(yīng)用,尤其如何更有效地降低堇青石材料的熱膨脹系數(shù),成為一個熱門的研究課題。
　　 本文采用高嶺土、滑石和礬土為原料,經(jīng)壓制成型和燒結(jié)制備樣品,主要研究了合成低膨脹堇青石的最佳基礎(chǔ)配方、燒成制度和添加劑(TiO2+Al2O3)、鋰輝石及淀粉對降低

2、樣品膨脹系數(shù)的作用,并采用高溫X射線衍射儀法研究了堇青石晶體的熱膨脹系數(shù)和熱膨脹各向異性特征,得到的主要結(jié)論如下:
　　 試驗(yàn)范圍內(nèi)合成低膨脹堇青石的最佳原料基礎(chǔ)配方為:高嶺土41.5 wt％、滑石34.4 wt％和礬土24.1 wt％,最佳燒成制度為1350℃×4 h,制備的材料膨脹系數(shù)為2.32×10-6℃-1；添加15 wt％的(TiO2+Al2O3)后,材料中生成低膨脹鈦酸鋁相,膨脹系數(shù)可降低為2.10×10-6℃-1；

3、加入8 wt％鋰輝石能更好地促進(jìn)堇青石的合成,使材料膨脹系數(shù)降低為2.20×10-6℃-1；添加10 wt％淀粉,材料氣孔率增大,氣孔能容納部分高溫膨脹,可使樣品的膨脹系數(shù)降低為2.03×10-6℃-1,加入上述添加劑時,材料都具有較好的燒結(jié)性能。
　　 用高溫X射線衍射儀法,可測出堇青石晶體在800℃時體積和線性熱膨脹系數(shù)分別是2.33×10-6℃-1和0.84×10-6℃-1,且膨脹系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律與標(biāo)準(zhǔn)熱膨脹儀法所測的

4、結(jié)果大體一致。說明樣品的膨脹與堇青石晶體的膨脹存在著密切的關(guān)系。
　　 a軸和b軸方向的熱膨脹系數(shù)隨溫度升高近似呈線性增大,且增大速率在500℃以前大于500℃以后,800℃時膨脹系數(shù)為3.21×10-6℃-1；c軸熱膨脹系數(shù)在400℃以前迅速減小,之后變化較為緩慢,800℃時為-3.89×10-6℃-1；晶向[030]的膨脹系數(shù)變化規(guī)律與a軸的類似；晶向[022]的變化規(guī)律與c軸的類似,而晶向[122]的變化規(guī)律最為復(fù)雜。因此