.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Титанат алюминия и высокотемпературные термостойкие композиции с его участием. Часть 2. Свойства, синтез, применение
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-1-22-28
Аннотация
Представлен обзор свойств и способов синтеза титаната алюминия, собраны сведения о его теплофизических, термодинамических, физико-механических и химических свойствах. Приведены данные об известных исходных компонентах и методах синтеза. Отмечено, что из-за высокой анизотропии теплового расширения кристаллов Al2TiO5 вдоль кристаллографических осей получение прочных изделий из чистого титаната алюминия невозможно. Понимание свойств титаната алюминия позволяет успешно создавать композиции с его участием и использовать их в качестве жаростойкого и высокотемпературного материала.
Об авторах
А. В. РусиновРоссия
К. т. н.
Санкт-Петербург
С. А. Суворов
Россия
д. т. н.
Санкт-Петербург
В. Н. Фищев
Россия
К. т. н.
Санкт-Петербург
Список литературы
1. King, E. G. Low-temperature heat capacities and entropies at 298.16 K of some titanates of aluminum, calcium, lithium and zinc / E. G. King // J. Am. Chem. Soc. ― 1955. ― Vol. 77, № 8. ― Р. 2150‒2152. DOI: 10.1021/ja01613a032.
2. Bonnickson, K. R. High temperature heat contents of some titanates of aluminum, iron and zinc / K. R. Bonnickson // J. Am. Chem. Soc. ― 1955. ― Vol. 77, № 8. ― Р. 2152‒2154. DOI: 10.1021/ja01613a033.
3. Бергман, Г. А. Термодинамические свойства цирконолита и титанатов алюминия и циркония / Г. А. Бергман, В. Л. Климов, О. К. Карлина [и др.] // Охрана окружающей среды и обращение с радиоактивными отходами научно-промышленных центров: труды ГУП МосНПО «Радон». Вып. 15 : Итоги научной деятельности за 2007 г. ― М. : IBDG, 2009. ― С. 18‒23.
4. Бережной, А. С. Титанат алюминия как огнеупорный материал / А. С. Бережной, Н. В. Гулько // Сборник научных работ по химии и технологии силикатов ; под ред. Ю. М. Бутта и М. А. Матвеева. ― М. : Гос. изд-во пром-сти строит. материалов, 1956. ― С. 217‒233.
5. Suvorov, S. A. Synthesis, sintering, and properties of aluminum titanate / S. A. Suvorov, V. V. Kolomeytsev, V. N. Makarov, D. E. Denisov // Refractories. ― 1981. ― Vol. 22, № 7/8. ― Р. 446‒452. DOI: 10.1007/BF01398422.
6. Суворов, С. А. Синтез, спекание и свойства титаната алюминия / С. А. Суворов, В. В. Коломейцев, В. Н. Макаров, Д. Е. Денисов // Огнеупоры. ― 1981. ― № 8. ― С. 47‒52.
7. Milosevski, М. Propiedades del sistema Al2TiO5‒ SiO2 obtenido por un proceso de tres alcóxidos / M. Milosevski, R. Milosevska, D. Spaseska, A. R. Boccaccini // Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio. ― 1995. ― Vol. 34, № 3. ― Р. 141‒145.
8. Tarasovskii, V. P. Prospects of the use of titanium aluminate ceramics in automobile engines / V. P. Tarasovskii, E. S. Lukin // Refractories. ― 1995. ― Vol. 36, № 6. ― P. 347‒350. DOI: 10.1007/BF02227463.
9. Тарасовский, В. П. Перспективы применения керамики из титаната алюминия в автомобильных двигателях / В. П. Тарасовский, Е. С. Лукин // Огнеупоры. ― 1995. ― № 11. ― С. 8‒10.
10. Lang, S. M. The system beryllia‒alumina‒titania: phase relations and general physical properties of three component porcelains / S. M. Lang, C. L. Fillmore, L. K. Maxwell // Journal of Research of the National Bureau of Standards. ― 1952. ― Vol. 48. ― P. 298‒312. URL: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/048/jresv48n4p298_A1b.pdf.
11. Bussen, W. R. Thermal expansion hysteresis of aluminium titanate / W. R. Bussen, N. R. Thielke, R. V. Sarakauskas // Ceram. Age. ― 1952. ― Vol. 60, № 11. ― P. 38‒40.
12. Гуламова, Д. Д. Взаимодействие оксидов алюминия и титана при высоких температурах / Д. Д. Гуламова, М. X. Саркисова // Неорганические материалы. ― 1989. ― Т. 25, № 5. ― С. 789‒794.
13. Bayer, G. Тhermal expansion characteristics and stability of pseudobrookite-type compounds, Me3O5 / G. Bayer // Journal of The Less-Common Metals. ― 1971. ― Vol. 24, № 2. ― P. 129‒138. DOI: 10.1016/00225088(71)90091-9.
14. Morosin, B. Structure studies on Al2TiO5 at room temperature and at 600 °C / B. Morosin, R. W. Lynch // Acta Crystallogr., Sect. B. ― 1972. ― Vol. 28, № 4. ― P. 1040‒1046. DOI: 10.1107/S0567740872003681.
15. Skala, R. D. Diffraction, structure and phase stability on aluminum titanate / R. D. Skala, D. Li, I. M. Low // J. Eur. Ceram. Soc. ― 2009. ― Vol. 29, № 1. ― P. 67‒75. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.05.037.
16. Wright, R. E. Acoustic emission of aluminium titanate / R. E. Wright // J. Am. Ceram. Soc. ― 1972. ― Vol. 55, № 1. ― P. 54‒67. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1972.tb13401.x.
17. Tarasovskii, V. P. Influence of microstructure on the coefficient of thermal linear expansion of ceramics made from aluminum titanate / V. P. Tarasovskii, E. S. Lukin, A. V. Belyakov // Refractories. ― 1984. ― Vol. 25, № 6. ― Р. 688‒690. DOI: 10.1007/BF01389940.
18. Тарасовский, В. П. Влияние микроструктуры на коэффициент теплового линейного расширения керамики из титаната алюминия / В. П. Тарасовский, Е. С. Лукин, А. В. Беляков // Огнеупоры. ― 1984. ― № 12. ― С. 18‒20.
19. Tkachenko, V. D. Thermal expansion of ceramics containing aluminum titanate / V. D. Tkachenko, E. P. Garmash, B. K. Lupin, E. S. Lugovskaya // Refractories. ― 1988. ― Vol. 29, № 2. ― Р. 501‒505. DOI: 10.1007/BF01297647.
20. Ткаченко, В. Д. Термическое расширение керамики, содержащей титанат алюминия / В. Д. Ткаченко, Е. П. Гармаш, Б. К. Лупин, Е. С. Луговская // Огнеупоры. ― 1988. ― № 8. ― C. 45‒49.
21. Wohlfromm, H. Effect of ZrSiO4 and MgO additions on reaction sintering and properties of Al2TiO5-based materials / H. Wohlfromm, J. S. Moya, P. Pena // J. Mater. Sci. ― 1990. ― Vol. 25, № 8. ― P. 3753‒3764. DOI: 10.1007/BF00575415.
22. Tarasovskii, V. P. Aluminum titanate ― methods of production, microstructure and properties (review) / V. P. Tarasovskii, E. S. Lukin // Refractories. ― 1985. ― Vol. 26, № 3. ― Р. 285‒294. DOI: 10.1007/BF01539594.
23. Тарасовский, В. П. Титанат алюминия ― методы получения, микроструктура, свойства / В. П. Тарасовский, Е. С. Лукин // Огнеупоры. ― 1985. ― № 6. ― С. 24‒31.
24. Cleveland, J. J. Grain size / microcracking relations for pseudobrookite oxides / J. J. Cleveland, R. C. Bradt // J. Am. Ceram. Soc. ― 1978. ― Vol. 61, № 11/12. ― Р. 478‒481. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1978.tb16121.x.
25. Wazeer, A., Mondal, V., Kennedy, S. (2021). Comparative studies on microstructure and hardness of plasma-sprayed Al2TiO5, ZrO2 and Cr2O3 ceramic coatings on Al-silicon (LM13). In: Kumar, A., Pal, A., Kachhwaha, S. S., Jain, P. K. (eds) Recent Advances in Mechanical Engineering. ICRAME 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-15-9678-0_76.
26. Поваренных, А. С. Кристаллохимическая классификация минеральных видов / A. C. Поваренных. ― Киев : Наукова думка, 1966. ― 304 c.
27. Брон, B. A. О свойствах Al2TiO5 / В. А. Брон, А. К. Подгорный // Доклады Академии наук СССР. ― 1953. ― Т. 91, № 1. ― C. 93, 94.
28. Yamamoto, S. Corrosion of aluminium titanate ceramics by molten aluminium / S. Yamamoto, T. Soga, T. Ban [et al.] // Journal of the Technical Association of Refractories. ― 2010. ― Vol. 30, № 2. ― P. 119, 120.
29. Tanaka, M. Effect of grain boundary cracks on the corrosion behaviour of aluminium titanate ceramics in a molten aluminium alloy / M. Tanaka, K. Kashiwagi, N. Kawashima [et al.] // Corrosion Sci. ― 2012. ― Vol. 54. ― P. 90‒96. DOI: 10.1016/j.corsci.2011.09.002.
30. Брон, В. А. О реакции образования Al2TiO5 в твердой фазе / В. А. Брон // Доклады Академии наук СССР. ― 1953. ― Т. 91, № 4. ― C. 825‒827.
31. Freudenberg, B. Aluminum titanate formation by solid-state reaction of fine Al2O3 and TiO2 powders / B. Freudenberg, A. Mocellin // J. Am. Ceram. Soc. ― 1987. ― Vol. 70, № 1. ― P. 33‒38. DOI: 10.1111/j.11512916.1987.tb04849.x.
32. Freudenberg, B. Aluminum titanate formation by solid-state reaction of coarse Al2O3 and TiO2 powders / B. Freudenberg, A. Mocellin // J. Am. Ceram. Soc. ― 1988. ― Vol. 71, № 1. ― P. 22‒28. DOI: 10.1111/j.11512916.1988.tb05755.x.
33. Freudenberg, B. Aluminium titanate formation by solid state reaction of Al2O3 and TiO2 single crystals / B. Freudenberg, A. Mocellin // J. Mater. Sci. ― 1990. ― Vol. 25, № 8. ― P. 3701‒3708. DOI: 10.1007/BF00575408.
34. Kim, I. J. Formation, decomposition and thermal stability of Al2TiO5 ceramics / I. J. Kim, L.G. Gauckler // J. Ceram. Sci. Technol. ― 2012. ― Vol. 3, № 2. ― P. 49‒60. DOI: 10.4416/JCST2011-00049.
35. Saburo, Hori. Sintering of CVD aluminum oxide titanium dioxide powders / Saburo Hori, Ryuichi Kurita, Masahiro Yoshimura, Shigeyuki Somiya // International Journal of High Technology Ceramics. ― 1985. ― Vol. 1, № 1. ― P. 59‒67. DOI: 10.1016/02673762(85)90024-4.
36. Hori, Saburo. Preparation of codeposited Al2O3‒TiO2 powders by vapor phase reaction using combustion flame / Saburo Hori, Yoshio Ishii, Masahiro Yoshimura, Shigeyuki Somiya // Journal of the Ceramic Society of Japan. ― 1986. ―- Vol. 94, issue 1088. ― P. 400‒408. DOI: 10.2109/jcersj1950.94.1088_400.
37. Okamura, H. // Preparation and sintering of monosized Al2O3‒TiO2 composite powder / H. Okamura, E. A. Barringer, H. K. Bowcn // J. Am. Ceram. Soc. ― 1986. ― Vol. 69, № 2. ― P. 22‒24. DOI: 10.1111/j.11512916.1986.tb04726.x.
38. Woignier, T. Al2O3‒TiO2 and Al2TiO5 ceramic materials by the sol-gel process / T. Woignier, P. Lespade, J. Phalippou, R. Rogier // Journal of Non-crystalline Solids. ― 1988. ― Vol. 100, № 1‒3. ― Р. 325‒329. DOI: 10.1016/0022-3093(88)90041-5.
39. Morrow, M. K. Preparation of aluminum titanate by slip casting for high-temperature applications / M. K. Morrow, C. E. Holcombe, C. A. Cromer // 1972 U.S. ATOMIC ENERGY COMMISSION. ― 19 p.
40. Stanciu, L. Influence of powder precursors on reaction sintering of Al2TiO5 / L. Stanciu, J. R. Groza, L. Stoica, C. Plapcianu // Scripta Materialia. ― 2004. ― Vol. 50, № 9, May. ― P. 1259‒1262. DOI: 10.1016/j.scriptamat.2004.01.034.
41. Segadães, Ana M. Combustion synthesis of aluminium titanate / Ana M. Segadães, Márcio R. Morelli, Ruth G. A. Kiminami // J. Eur. Ceram. Soc. ― 1998. ― Vol. 18, issue 7. ― P. 771‒781. DOI: 10.1016/S0955-2219(98)00004-1.
42. Ibrahima, D. M. Preparation of tialite (aluminium titanate) via the urea formaldehyde polymeric route / D. M. Ibrahima, A. A. Mostafaa, T. Khalilb // Ceram. Int. ― 1999. ― Vol. 25, issue 8. ― P. 697‒704. DOI 10.1016/S0272-8842(99)00004-8.
43. Gulamova, D. D. Effect of the microstructural features on the stability of aluminum titanate / D. D. Gulamova, M. Kh. Sarkisova // Refractories. ― 1991. ― Vol. 32. ― P. 215‒218. https://link.springer.com/article/10.1007/BF01290379#citeas.
44. Гуламова, Д. Д. Влияние особенностей микроструктуры на устойчивость титаната алюминия / Д. Д. Гуламова, М. X. Саркисова / Огнеупоры. ― 1991. ― № 5. ― С. 2‒4. DOI: 10.1007/BF01290379.
45. Low, I. M. Factors controlling the thermal stability of aluminum titanate ceramics in vacuum / I. M. Low, D. Lawrence, R. I. Smith // J. Am. Ceram. Soc. ― 2005. ― Vol. 88, № 10. ― P. 2957‒2961. DOI: 10.1111/j.15512916.2005.00518.x
Дополнительные файлы
Для цитирования: Русинов А.В., Суворов С.А., Фищев В.Н. Титанат алюминия и высокотемпературные термостойкие композиции с его участием. Часть 2. Свойства, синтез, применение. Новые огнеупоры. 2024;(1):22-28. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-1-22-28
For citation: Rusinov A.V., Suvorov S.A., Fishchev V.N. Aluminum titanate and high-temperature heat-resistant compositions with its participation. Part 2. Properties, synthesis, application. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(1):22-28. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-1-22-28
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.