张宏泉 陈鹏杰 文 进 林锋晟 彭志永 徐端珍

(1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室 武汉 430070) (2 武汉理工大学材料科学与工程学院 武汉 430070)(3 揭阳恒成陶瓷科技有限公司 广东 潮州 522021)

耐热陶瓷由于其热膨胀系数低、受温差影响小，具有良好的抗热震性，可有效避免在经受剧烈的温度变化时产生较大的热应力或体积变化所导致材料的破坏及其带来的不良后果。随着社会生产力的不断发展，以及工业技术的不断革新，兼具耐高温和高抗热震的耐热陶瓷材料逐步引起众多学者和陶瓷生产技术人员的关注。钛酸铝(Al2TiO5)具有热膨胀系数低、高熔点、耐高温等特性，可承受剧烈的温度变化时抗破损能力，常应用于耐火材料、多孔陶瓷、红外辐射材料、电子封装材料、催化剂载体等工业技术领域。但是，钛酸铝材料在高温下易分解、机械强度低的缺点也严重限制其进一步的应用。因此，如何进一步降低材料的热膨胀、制备具有热膨胀系数更低、经济性更好的陶瓷材料，使之更适宜实际生产和国家经济发展的需要，已成为当代材料领域的一个具有重大意义的研究热点。

1 钛酸铝材料的结构

钛酸铝是Al2O3-TiO2系统唯一稳定的化合物，熔点为1 860 ℃，具有熔点高、抗冲击性和抗热震性好的特点，是一种同时具备低膨胀性和高熔点的新型材料[1]。目前，钛酸铝比较公认的结构为假板钛矿结构，其晶胞参数分别为：a=0.355 7 nm，b=0.943 6 nm，c=9 648 nm[2]。在该结构中铝离子(Al3+)和钛离子(Ti4+)按1∶1比例呈均匀分布，且两种阳离子配位数都是6，分别构成[AlO6]和[TiO6]八面体结构单元。……