ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ Cr2O3/Fe2O3 НА СВОЙСТВА ТИТАНАТА АЛЮМИНИЯ

Худун Ло; Чжипэн Сю; Лицзюнь Чжэн; Кайцзи Хэ; Мейтин Ли

doi:10.17073/1683-4518-2015-7-10-16

ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ Cr2O3/Fe2O3 НА СВОЙСТВА ТИТАНАТА АЛЮМИНИЯ

Худун Ло, Чжипэн Сю, Лицзюнь Чжэн, Кайцзи Хэ, Мейтин Ли

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2015-7-10-16

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрено влияние добавки Cr₂O₃/Fe₂O₃ и температуры спекания на кристаллическую структуру, разложение и спекаемость титаната алюминия, изготовленного из алюмотитаниевого шлака (alumina-titaniaslag) ферросплавного завода и рутила. Для определения кристаллической фазы и микроструктуры каждой серии образцов, спеченных при 1400, 1450 и 1500 °С, использовали рентгеновскую дифракцию (XRD) и сканирующую электронную микроскопию (SEM), для расчета параметров кристаллической решетки титаната алюминия — программное обеспечение X'pertPlus, для определения кажущейся плотности и открытой пористости — метод Архимеда. Результаты исследований показали, что титанат алюминия можно синтезировать из алюмотитаниевого шлака и рутила путем твердофазной реакции. Структурные дефекты, образовавшиеся в результате воздействия добавки Cr₂O₃/Fe₂O₃, ускоряют диффузию ионов в титанат алюминия. Термические дефекты, вызванные воздействием высокой температуры, также способствуют образованию титаната алюминия. Скорость разложения титаната алюминия уменьшается за счет твердого раствора, в котором Cr₃+ и Fe₃+ в добавке Cr₂O₃/Fe₂O₃замещаются на Ti₄+ и Al₃+.

Ключ. слова

титанат алюминия, алюмотитаниевый шлак, добавка Cr2O3/Fe2O3, твердофазная реакция,

Об авторах

Худун Ло

Университет Цинхуа, Пекин; Ляонинский университет науки и технологии, Аньшань
Китай

Чжипэн Сю

Университет Цинхуа, Пекин
Китай

Лицзюнь Чжэн

Ляонинский университет науки и технологии, Аньшань
Китай

Кайцзи Хэ

Ляонинский университет науки и технологии, Аньшань
Китай

Мейтин Ли

Ляонинский университет науки и технологии, Аньшань
Китай

Список литературы

1. Wang, Y. Sliding wear behaviors of in situ alumina/ aluminum titanate ceramic composites / Y. Wang, Y. Yang, Y Zhao [et al.] // Wear. 2009. Vol. 266, №11/12. Р. 1051-1057.

2. Lan, J. Effect of additives on properties of aluminum titanate ceramics / J. Lan, C. Xiao-yan, H. Guo-ming [et al.] // Transaction of nonferrous matels society of China. 2011. Vol. 21, №7. P. 1574-1579.

3. Jiang, L. Effect of additives on properties of aluminate ceramics / L. Jiang, X.-Y. Chen, G.-M. Han [et al.] // Transaction of nonferrous metals society of China. 2011. Vol. 21, №7. Р. 1574-1579.

4. Shimada, T. Aluminum titanate-tetragonal zirconia composite with low thermal expansion and high strength simultaneously / T Shimada, M. Mizuno, K. Katou [et al.] // Solid State Ionics. 1997. Vol. 101/103 (Part 2). P. 1127-1133.

5. Zhang, Q. Effect of the surface properties on filtration performance of Al203-Ti02 composite membrane / Q. Zhang, Y. Fan, N. Xu // Separation andPurification Technology. 2009. Vol. 66, №2. -P. 306-312.

6. Benfer, S. Ceramic membranes for filtration applications preparation and characterization / S. Benfer, P Arki, G. Tomandl // Advanced Engineering Materials. 2004. Vol. 6, № 7. Р. 495-500.

7. Baudin, C. Mechanical behavior of directionally solidified alumina/aluminum titanate ceramics / C. Baudin, A. Sayir, M. H. Berger // Acta Materialia. -2006. Vol. 54, № 14. Р. 3835-3841.

8. Sokov, V. N. Heat-resistant corundum concrete reinforced with aluminum oxide fibers synthesized within a matrix during firing. Part 1. Heat resistance of high-temperature materials and means of improvement / К N. Sokov, S. D. Sokova // Refractories and Industrial Ceramics. 2014. Vol. 55, №3. -Р. 223-226.

9. Kolomeitsev, V. V. Synthesis, sintering, and properties of aluminum titanate / V К Kolomeitsev/, S. A. Suvorov, V. N. Makarov [et al.] // Refractoriesand Industrial Ceramics. — 1981. — Vol. 22, №7/8. — Р. 446-452.

10. Gulamova, D. D. Effect of the microstructural features on the stability of aluminum titanate / D. D. Gulamova, M. K. Sarkisova // Refractories and Industrial Ceramics. — 1991. — Vol. 32, №5/6. — P. 215-218.

11. Liu, S. Study o the formation process of Al2O3-TiO2 composite powders / S. Liu, W Tao, J. Li [et al.] // Powder Technology. — 2005. — Vol. 155, №3. — Р. 187-192.

12. Low, I. M. Effect of atmospheres on the thermal stability of aluminium titanate / I. M. Low, Z. Oo, B. H. O. Connor // Physica B. — 2006. — Vol. 385/386 (Part 1). — Р. 502-504.

13. Shi, C. G. Effect of spodumene addtions on the sintering and densification of aluminum titanate / C. G. Shi, I. M. Low // Materials Research Bulletin. — 1998. — Vol. 33, №6. — P. 817-824.

14. Manurung, P. Effect of в-spodumene on the phase development in an alumina/aluminium-titanate system / P Manurung, I. M. Low, B. H. O'Connor [et al.] // Materials Research Bulletin. — 2005. — Vol. 40, №12. — P. 2047-2055.

15. Kalita, S. J. AhTiO5-AhO3-TiO2 nanocomposite: Structure, mechanical property and bioactivity studies / S. J. Kalita, К Somani // Materials Research Bulletin. — 2010. — Vol. 45, № 12. — Р. 1803-1810.

16. Huang, Y. X. Effect of the powder precursor characteristic in the reaction sintering of alumina titanate / Y. X. Huang, A. M. R. Senos // Materials Research Bulletin. — 2002. — Vol. 37, №1. — P. 99-111.

17. Pratapa, S. Microstructural and decomposition rate studies of periclase-added aluminum titanate-corundum functionally-graded materials / S. Pratapa, K. Umaroh, E. Weddakarti // Materials Letters. — 2011. — Vol. 65, № 5. — P. 854-856.

18. Ananthakumar, S. Microstructure and high temperature deformation characteristic of sol-gel derived aluminium titanate-mullite composites / S. Ananthakumar, M. Jayasankar, K.G. K W. // Materials Chemistry and Physics. — 2009. — Vol. 117, №2/3. — Р. 359-364.

19. Qi, H. Effect of TiO2 doping on the characteristics of macroporous Al2O3/TiO2 membrane supports / H. Qi, Y. Fan, W. Xing [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. — 2010. — Vol. 30, №6. — Р. 13171325.

20. Chen, C.-H. Temperature dependence of mechanical properties of aluminum titanate ceramics / C.-H. Chen, H. Awaji // Journal of the European Ceramic Society. — 2007. — Vol. 27, №1. — Р. 13-18.

21. Yeh, C. L. Formation of chromium borides by combustion synthesis involving borothermic and aluminothermic reduction of Cr2O3 / C. L. Yeh, J. Z. Lin, H. J. Wang // Ceramics International. — 2012. — Vol. 38, №7. — Р. 5691-5697.

22. Haidar, J. Direct production of alloy based on titanium aluminides / J. Haidar, S. Gnanarajan, J. B. Dunlop // Intermetallics. — 2009. — Vol. 17, №8. — Р.651-656

23. Platt, J. P. Grainsize evolution in ductile shear zones: Implications for strain localization and the strength of the lithosphere / J. P. Platt, W M. Behr // Journal of Structural Geology. — 2011. — Vol. 33, №4. — Р. 537-550.

24. Joe, I. H. FTIR as a tool to study high-temperature phase formation in sol-gel aluminium titanate / I. H. Joe, A. K. Vasudevan, G. Aruldhas [et al.] // Journal of Solid State Chemistry. — 1997. — Vol. 131, №1. — Р. 181-184.

25. Jayasankar, M. AhO3-TiO2-A simple sol-gel strategy to the synthesis of low temperature sintered alumi-na-aluminium titanate composites through a core-shell approach / M. Jayasankar, S. Ananthakumar, P. Muku-ndan [et al.] // Journal of Solid State Chemistry. — 2008. — Vol. 181, № 10. — Р. 2748-2754.

26. Zhu, S. Preparation and performance of AbTiOs-TiO2-SiO2 honeycomb ceramics by doping rare earth / S. Zhu, Y. Shen, J. Wang [et al.] // Journal of Rare Earths. — 2007. — Vol. 25, №4. — P. 457-461.

27. Wu, S. Improvement in dye-sensitized solar cells employing TiO2 electrodes coated with AI2O3 by reactive direct current magnetron puttering / S. Wu, H. Han, Q. Tai [et al.] // Journal of Power Sources. — 2008. — Vol. 182, №1. — Р. 119-123.

28. Shen, Y. Effect of Calcining Temperature and holding time on the synthesis of aluminum titanate / Y. Shen, Y. Z. Ruan, Y. Yu // Chinese Journal of Structure Chemical. — 2009. — Vol. 28, № 2. — P. 228-234.

29. Ono, T. Acoustic emission studies of low thermal expansion aluminum-titanate ceramics strengthened by compounding mullite / T. Ono, Y. Sawai, M. Ikimi [et al.] // Ceramics International. — 2007. — Vol. 33, №5. — Р. 879-882.

30. Korim, T. Effect of Mg2+and Fe3+-ions on formation mechanism of aluminium titanate / T. Korim // Ceramics International. — 2009. — Vol. 35, №4. — P. 1671-1675.

31. Tkachenko, V. D. Influence of refractory oxide additives on the stability of aluminium titanate / К D. Tkachenko, E. S. Lugovskaya, E. P. Garmash [et al.] // Refractories and Industrial Ceramics. — 1987. — Vol. 28, №3/4. — P. 206-208.

32. Yang, Y. In situ porous alumina/aluminum titanate ceramic composite prepared by spark plasma sintering from nanostructured powders / Y. Yang, Y. Wang, W. Tian [et al.] // Scripta Materiaia. — 2009. — Vol. 60 №7. — Р. 578-581.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Ло Х., Сю Ч., Чжэн Л., Хэ К., Ли М. ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ Cr2O3/Fe2O3 НА СВОЙСТВА ТИТАНАТА АЛЮМИНИЯ. Новые огнеупоры. 2015;(7):10-16. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2015-7-10-16

For citation: ., ., ., ., . . NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2015;(7):10-16. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2015-7-10-16

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль