FeTiO_3-Al-C系统的反应热力学及Al_2O_3-TiC/Fe复合材料的制备

摘要

充分利用天然矿物钛铁矿(FeTiO3)中的铁和钛,采用反应烧结技术,成功制备了Al2O3TiC/Fe陶瓷复合材料。在真空热压炉中实现了合成与烧结一体化,为陶瓷复合材料的低成本制备进行了有益的探索研究。对钛铁矿Al C系统的热力学过程进行了详细的理论分析。研究表明:系统主要发生铝热还原反应,中间产物为多种钛的氧化物,系统反应后热力学上最为稳定的物质为Al2O3,TiC和Fe;系统反应最高温度低于Al2O3的熔化温度。通过实验研究,分析了产物的物相、结构和性能。反应烧结的最终产物主要为TiC,Al2O3和Fe。此外,还有少量Fe Al相,大部分为Al2O3。TiC晶体颗粒尺寸约为3~5μm,分布较为均匀,Fe分布于Al2O3,TiC晶粒之间。Y2O3和Cr2O3添加剂可以提高复合材料的抗弯强度。