TiO2对Nb2O5低膨胀陶瓷的烧结性、力学强度和抗热震性能的影响

摘要

以TiO2和Nb2O5微粉为主要原料,通过高温固相反应烧结制备了TiO2掺杂改性的Nb2O5陶瓷,研究了TiO2含量对Nb2O5陶瓷的晶相组成、烧结性能、热膨胀性能、抗弯强度和抗热震性能的影响。研究表明,2%~8%TiO2掺杂未改变Nb2O5陶瓷的单斜晶系结构,而TiO2含量为12%时,除Nb2O5主晶相外,还生成了少量Ti2Nb10O29晶相。通过加入适量TiO2改性,可明显抑制Nb2O5陶瓷烧成过程晶粒异常生长,改善烧结性能,避免开裂现象,获得较为均匀致密的显微结构,有效提高样品的抗弯强度。Nb2O5陶瓷的热膨胀系数和抗弯强度都随着TiO2含量增加而表现出先增大后减小的变化趋势,其中TiO2含量为4%时,样品具有最高的抗弯强度(75.6MPa)和低的热膨胀系数(1.42×10^-6/℃)。添加4%~12%的TiO2都可明显改善Nb2O5陶瓷的抗热震性能。