[发明专利]一种钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛酸铝‑莫来石高热震高强度陶瓷材料，以质量百分比计，其包括如下组分：高岭土：10‑20％；合成钛酸铝料：65‑70％；硅酸锆：5‑10％；二氧化硅：5‑15％。本发明还公开了该钛酸铝‑莫来石高热震高强度陶瓷材料的制备方法。本发明所提供的钛酸铝‑莫来石高热震高强度陶瓷材料，其通过采用特制的合成钛酸铝料，同时结合特定的分解温度，使得高岭土高温分解与SiO₂形成莫来石均匀分布在钛酸铝四周，极大增强了强度；同时SiO₂也可固熔入钛酸铝料中，增加稳定性，ZrSiO₄均匀分布在各主晶相的晶界中起增韧作用，通过各个原材料之间的协同作用，使得该陶瓷材料在20℃‑750℃温度时的线膨胀系数小于1.0*10^‑6/℃,且具有强度高、吸水率低和高抗热震性等优良的综合性能。

技术领域

本发明属于无机非金属陶瓷材料技术领域，具体涉及一种钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料具有抗高温、抗侵蚀、耐磨损等一系列优点，但是其脆性问题一直难以得到有效解决，因此成为制约陶瓷材料可靠性、安全性进而限制其广泛应用的关键。尽管在高温下超塑性陶瓷材料能够发生一定的塑性变形，但在室温下仍表现为脆性。

目前高热震材料主要有锂质、堇青石质、融石英质、SIC材质。锂质材料价钱昂贵，使用温度不超1350℃；堇青石质材质气孔率高，使用温度低及抗腐蚀能力弱；融石英耐热性强，但热膨胀系数低；SIC材质抗氧化力弱，价钱昂贵。市场急需使用温度高于1350℃、高热震、低吸水率和低成本的陶瓷材料。钛酸铝(AT)在20℃-1000℃线膨胀系数小于1.0×10^-6℃，具有高热震的性能，但它也有弱点即强度低，使用过程中750℃-1250℃易分解，合成温度高(大于1500℃)，合成时间长，合成纯度低的特点，限制于市场的推广及使用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种使用温度高于1350℃、高热震、低吸水率和低成本钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料。本发明还提供了该钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，一种钛酸铝-莫来石高热震高强度陶瓷材料，以质量百分比计，其包括如下组分：

高岭土：10-20％；

合成钛酸铝料：65-70％；

硅酸锆：5-10％；

二氧化硅：5-15％。

在某些具体实施例中，所述高岭土以质量百分比计的组成为：Al₂O₃≥35％，SiO₂≤48％，Na₂O≤1％，Ca、MgO≤1％，余量为H₂O，进一步的，其化学组成为46.54％的SiO₂，39.5％的Al₂O₃，13.15％的H₂O和Na₂O为0.51％，Ca、MgO为0.3％。

在某些具体实施例中，所述合成钛酸铝料通过如下制备方法获得：

A1)将氧化铝粉、钛白粉、MgCO₃、ZnO、Fe₂O₃混合，得混合物；

A2)将混合物中加水搅拌均匀后压滤成料饼；

A3)将料饼通过真空练泥机成砖，烘干备用；

A4)放入高温窑炉氧化气氛，烧成温度1400℃，保温2个小时烧制，冷却、破碎，即得合成钛酸铝料。