Al2O3和TiO2添加量对共沉淀法制备MgO基陶瓷性能的影响
2018-04-27,,,,
机械工程材料 2018年4期
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(1.辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院,鞍山 114051;2.清华大学材料学院,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京 100084)
0 引 言
MgO陶瓷具有高硬度、高熔点、高强度,以及较高的抗金属及碱性熔渣侵蚀等优点,可以用作模具材料以及熔炼用容器、坩埚材料等[1]。但MgO陶瓷的热膨胀系数较大,因此其烧结性能及抗热震性能不佳,这在一定程度上限制了其应用范围[2]。对此,研究人员发现,在MgO陶瓷中引入金属氧化物可以有效提高其烧结性能和抗热震性能[3-6]。
目前,MgO陶瓷中添加的金属氧化物以Al2O3[7]和TiO2为主,一般采用球磨方式进行混合并高温烧结成陶瓷。但是球磨混合不均匀,导致烧结后陶瓷性能不佳。共沉淀法是一种简单、高效、高纯的粉体制备方法。若能使氧化物前驱体和陶瓷粉体在一定条件下共同沉淀,使前驱体均匀包覆在陶瓷粉体表面,在一定条件下烧结后则可得到均匀混合的粉体原料[8-12]。
因此,作者采用共沉淀法制备了Al2O3和TiO2前驱体包覆纳米MgO粉体,干压成型后于1 450 ℃烧结得到分别添加Al2O3和TiO2的MgO陶瓷,研究了Al2O3和TiO2含量对陶瓷烧结性能和抗热震性能的影响。
1 试样制备与试验方法
1.1 试样制备
试验原料为纳米MgO粉体,粒径为30 nm,规格TBD-M01,由无锡拓博达钛白有限公司提供;Al2(SO4)3·18H2O(分析纯),Ti(SO4)2·9H2O(分析纯),NH3·H2O(分析纯),正戊醇(C5H12O,分析纯),无水乙醇(分析纯),均由国药集团化学试剂有限公司提供;结合剂为自制的质量分数为5%聚乙烯醇溶液。
以纳米MgO粉体为基础配方,按照外加Al2O3和TiO2的质量分数(下同)分别为0,2%,4%,6%,8%,以……
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