Огнеупорные материалы с низким интегральным коэффициентом температурного расширения на основе титаната алюминия

• Автор: Русинов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Термостойкость высокотемпературных материалов
1.2 Термическое расширение твердых тел. Природа отрицательного ТКЛР
1.3 Высокотемпературные материалы с низким и отрицательным ТКЛР
1.4 Титанат алюминия и композиционные материалы с его участием
1.4.1 Строение и свойства титаната алюминия
1.4.2 Композиции титаната алюминия с корундом
1.4.3 Композиции титаната алюминия со шпинелями
1.4.4 Композиции титанат алюминия - муллит
1.4.5 Композиции титаната алюминия с дититанатом
магния
1.4.6 Композиции титаната алюминия с соединениями циркония
1.4.7 Композиции титаната алюминия с кордиеритом
1.4.8 Композиции титаната алюминия с другими фазами
1.5 Служба термостойких огнеупоров с использованием титаната алюминия
ВЫВОДЫ ИЗ АНАЛИТИЧЕСКОГО ОБЗОРА
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Стандартные методы исследования

2.2 Определение дисперсности порошков
2.3 Рентгенофазовый анализ
2.4 Дифференциальный термический анализ
2.5 Исследование микроструктуры образцов
2.6 Электронно-микроскопические исследования
2.7 Определение модуля Юнга
2.8 Определение коэффициента термического линейного расширения
2.9 Определение предела прочности при изгибе
2.10 Определение предела прочности при сжатии
2.11 Оценка термостойкости
2.12 Определение теплопроводности
2.13 Определение краевого угла смачивания образца расплавами металлов
2.14 Построение диаграмм плавкости
2.15 Обработка результатов эксперимента
Глава 3 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Характеристики исходных материалов
3.1.1 Исходные материалы, использованные для синтезов
3.1.2 Минералы группы силлиманита
3.1.3 Каолин Просяновский
3.2 Синтез фаз системы А1203 - ТЮ2
3.2.1 Синтез титаната алюминия
3.2.2 Синтез муллита

3.2.3 Синтез циркона и титаната циркония
3.2.4 Синтез кордиерита
3.3 Синтез композиций
3.3.1 Синтез композиций титанат алюминия - минералы группы силлиманита
3.3.2 Композиции в системе А12ТЮ5
3.3.3 Композиции в системе А12ТЮ5 - МАЬО
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 4 КОМПОЗИЦИИ ТИТАНАТА АЛЮМИНИЯ С
МИНЕРАЛАМИ ГРУППЫ СИЛЛИМАНИТА
4.1 Формирование фазового состава композиций
4.2 Спекание и микроструктура композиций титанат алюминия -минералы группы силлиманита
4.3 Взаимосвязь механических и теплофизических свойств с микроструктурой и термостойкостью
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
Глава 5 КОМПОЗИЦИИ ТИТАНАТА АЛЮМИНИЯ С
ТИТАНАТОМ ЦИРКОНИЯ
5.1 Диаграмма плавкости системы А12ТЮ5 - 7гТЮ4.
Формирование фазового состава
5.2 Спекание композиций системы титанат алюминия - титанат циркония
5.3 Теплофизические свойства и термостойкость композиций А12ТЮ5
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Таблица 4 - Свойства материалов системы А12ТЮ5
Состав а-10'6 ос-1 1 с а й с 57 Прочность при изгибе, МПа Модуль упругости, ГПа Относит. плотность, % Источ ник

85% об. А12ТЮ5 (стабл. 3% Ре20з) + 15 об.% ТгЛОц 0,1 30-57
75% об. А12ТЮ5 (стабл. 3% Ре203) + 25 об.% ЪгЛОц -1 -1 О 48-75
75% об. АЬТЮ,- (стабл. 4% 8Ю2) + 25 об.% 7гТЮ4 0,2 о о т—Н 1 20-41 - - [130]
60% об. А12ТЮ5 (стабл. 2% 8Ю2) + 40 об.% ZrTiOi 0,7 ст
50% об. А12ТЮ5 (стабл. 2% 8Ю2) + 50 об.% 2гТЮ4 0,8
90 мол% А12ТЮ5 (стабл. 5% Ре203) + 10 мол.% 7гТЮ, 1400 15 5 77
0,3 1500 19 12 87
1600 22 12 92
80 мол% А12ТЮ5 (стабл. 5% Ре203) + 10 мол.% ZrTi04 1400 15 7 78
0,9 о 1500 17 13 87
го 1600 23 12 93 [131]
70 мол% А12ТЮ5 (стабл. 5% Ре203) + 10 мол.% ZrTi04 1 1400 16 7 76
1,2 сч 1500 27 16 88
1600 28 15 94
50 мол% А12ТЮ5 (стабл. 5% Ре203) + 10 мол.% ггтю4 1400 22 10 75
1,3 1500 30 17 93
1600 35 18 95
Результаты изучения спекания композиций титанат алюминия - циркон представлены в [94, 133]. Выявлено благоприятное влияние добавки циркона на прочность композиций, обусловленное его разложением с образованием муллита. Из диаграммы системы А1203 - 7л02 - 8Ю2 - ТЮ2 (рис. 9-а) видно, что при температуре выше 1450 °С циркон существует в композиции только при большом его содержании.