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钛酸铝具有膨胀系数低、熔点高、导热系数低、抗热震性能和抗冲刷性能优异,且兼有抗渣蚀性和对多种金属及玻璃不浸润的特点,成为耐火材料研究中的热点。 本文综述了抗渣性耐火材料的发展现状,并详述了钛酸铝复合材料的种类、制备工艺和应用现状。研究了钛酸铝、板状刚玉、氧化锆以及成型压力对钛酸铝复合材料气孔率、体积密度和力学性能的影响,阐述了钛酸铝复合材料的烧结机理,采用静态坩埚法研究了钛酸铝复合材料抗两种钢渣的侵蚀性能。研究结果表明: 随着氧化铝微粉含量的增加,钛酸铝复合材料表现出更好的烧结性能和力学性能。当钛酸铝含量为60%,氧化铝含量为40%时,尤其是当α-Al2O3微粉和板状刚玉含量各占20%时,复合材料的综合性能较好。 添加氧化锆,有助于降低钛酸铝-板状刚玉复合材料的气孔率,增大其体积密度,提高其抗折和抗压强度,改善其高温烧结性能。氧化锆的添加量为4%时,钛酸铝-板状刚玉复合材料的性能较好,显气孔率为9.31%,体积密度为3.09g·cm-3,抗折强度为25.63MPa,抗压强度为224.94MPa,抗侵蚀性能较好。 成型压力对试样的体积密度没有太大的影响,对致密度和机械性能表现出先增大后减小的趋势。成型压力为70MPa时,试样的抗压强度和抗折强度达到最大,抗压强度为181.58MPa,抗折强度为16.14MPa,试样中的气孔和裂纹都较少,试样的抗渣性能较好。 提高材料的致密度,减少气孔的数量有利于提高材料的抗渣性能;熔渣的粘度越小,越容易渗透到材料中,而且熔渣中氧化镁、氧化钙与复合材料中的氧化铝、氧化钛和钛酸铝反应,导致材料抗渣性能降低。