耐热复相陶瓷的制备及其性能研究开题报告

全文总字数：5109字

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着现代社会的不断进步，以及工业技术的不断革新，特别是汽车工业、冶金工业、航空工业等领域的迅速发展，市场上对优良的耐高温、抗热震陶瓷材料的需求也越来越大。对于兼具上述两种性能，以及其他优良性能的陶瓷材料，国内外目前研究热点发现、同时也取得较多成果的有钛酸铝复相陶瓷和透锂长石质低膨胀陶瓷。

钛酸铝（al₂tio₅）陶瓷是一种具有增强特性的优异抗热冲击和耐火材料，具有低热膨胀系数（0.2 * 10⁶至10⁶°c¹）、高熔点（约1860°c）、耐高温、导热系数（0.9–1.5 w m¹k¹）、低弹性模量、高硬度、高断裂应变、化学惰性、良好的耐腐蚀性和耐碱性能，且对大多数金属不润湿并且具有质量轻的性能。基于其优良特性，钛酸铝复相陶瓷被广泛应用于钢铁，陶瓷和耐火材料，冶金，玻璃，军事，以及生物医学和生物学应用等多个领域。但是，由于钛酸铝膨胀的各向异性造成材料内部出现大量的微裂纹，容易使其强度降低；而且在750～ 1280℃的温度范围内，钛酸铝易分解成氧化铝和二氧化钛，造成材料内部应力集中，使材料的热膨胀率升高。因此，钛酸铝陶瓷在性能改善上仍需要进行大量研究。透锂长石质低膨胀陶瓷具有优良的耐高温性、高温化学稳定性以及抗热震性能。采用锂辉石作为原料还能显著提高其抗腐蚀性能。这些优良特性使得透锂长石质低膨胀陶瓷被广泛应用于窑具、电阻丝线圈、高压输电绝缘子、天文望远镜、耐热餐具，以及热电偶保护管等。

对于透锂长石质陶瓷材料，材料工作者已展开了许多的研究。胡青峰等研究发现锂辉石除了具有低热膨胀系数、热稳定性等优良性能外，还具有高温粘度小、有一定的抗酸碱能力等特性，使得含锂的陶瓷产品的抗热震性能很好，可以经受冷热的急剧变化、机械洗涤的摩擦以及腐蚀等。李月明、廖润华等人探究了透锂长石含量对陶瓷低膨胀性能影响，其研究发现：随着透锂长石含量的增加，陶瓷材料的热膨胀系数会减小，当透锂长石含量为80wt%时，陶瓷的热膨胀系数为 0.30×10^-6/℃，接近透锂长石单晶的热膨胀系数。蔡小兰研究表明，li₂o/sio₂比值的增加以及保温时间的延长，可增加低热膨胀系数的主晶相透锂长石含量，从而提高陶瓷样品热膨胀性能。另外，在透锂长石中引入适量的滑石能降低材料的热膨胀系数，当滑石的加入量为11%时，材料的热膨胀系数达到最低值，晶相中主要为透锂长石和堇青石，继续添加滑石，玻璃相增多，热膨胀系数提高。吴明亮、邱锐彬研究发现在陶瓷釉料中加入锂辉石可提高釉面白度、光泽度和硬度，降低热膨胀系数，提高釉料的高温流动性和抗腐蚀性，改善坯与釉的结合性能。因此,锂辉石质耐热砂锅具有良好的抗热震性能。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

1. 查阅相关文献，了解国内外学者对钛酸铝陶瓷和透锂长石材料的研究现状。

2. 分析钛酸铝陶瓷的物相组成、微观结构、生产工艺，及这些因素对钛酸铝陶瓷性能的影响。

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   3. 研究计划与安排

   第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文文献的翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

   第3-6周：根据课题研究的任务和目标，设计技术路线和试验方案。

   第7-13周：分析和研究材料组成、结构、工艺及材料性能之间的影响关系。

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1]. 蔡小兰. 透锂长石质低膨胀陶瓷材料的研制[d]. 景德镇陶瓷学院 2007

   [2]. 李月明, 杨超, 廖润华, 等. 透锂长石含量对陶瓷低膨胀性能的影响[j]. 中国陶瓷. 2010,46(5): 33-35 60.

   [3]. 刘智彬, 戴斌煜，商景利. 钛酸铝陶瓷研究现状及其应用. 中国陶瓷工业, 2011.18(2): 22-26.

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