TiO2促进CaAl4O7材料烧结规律及其机理

为了适应材料轻量化、经济化以及功能化的发展需要,以Al2O3和CaCO3粉末为主要原料,TiO2为添加剂,采用固相烧结法,经1200℃预烧2h-1600℃烧结1h后,制备了CA2材料,并考察了TiO2促进该材料烧结规律及其机理。结果表明,添加TiO2中的Ti4+离子在烧结过程中通过取代Al3+离子固溶入了CA2相中,有效地促进了CA2相的晶格畸变,增加了Al3+离子空位,提高了CA2相的活性,加速了离子混淆与扩散,从而有效地促进了CA2相的烧结,同时超过固溶极限过量的TiO2与脱溶的Al2O3反应生成Al2TiO5新相,填塞气孔,进一步促进了烧结致密化。综上因素,CA2材料的致密化被有效促进。当TiO2的添加量为1%时,显气孔率已由未添加时的12.7%下降到4.7%,体积密度已由未添加时的2.51g/cm3上升到2.65g/cm3,可制得显微结构交织分布的致密CA2材料。