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钛酸钙(Ca-TiO2)合成耐火材料的发展与应用

[发布时间:2020-06-30 10:26:10 ][阅读次数:521次]

钛酸钙作为钙钛矿型氧化物的典型代表,具备了一些良好的具有探索性的良好特性,这些特性如良好介电性能、光催化性、铁电性能、低温超导与光催化、气敏等特性,使钛酸钙在很多领域备受关注。

由于这些优良性质的存在,使得钛酸钙在很多领域得到了海内外研究人员的密切关注与开发研究。

在电学方面可以用来制作电学元件,如超导体材料、变频电容器的制造等;

在光学方面钛酸钙是一种典型的半导体材料,特定条件下可作为光催化剂提高光的催化效率,减小催化时间;

在生物相容性方面,钛酸钙能意外的促进骨头细胞的黏附与生长再生,具有良好的生物性能;

在传统功能陶瓷方面,由于自身的相对介电常数(140~150),温度系数(1000~1500)×10-6℃,使以钛酸钙为主晶相的钛酸钙陶瓷普遍应用,由钛酸钙制作的陶瓷其铁电性能、热电性能也十分好。

现今也有少量期刊报道钛酸钙的物理化学(高熔点、晶体结构稳定等)特性在耐火材料中的应用。

张迪等钛酸钙耐火材料的合成热力学与动力学研究涉及钛酸钙的耐火材料特性,研究表明钛酸钙这种材料在耐火材料中还有需要开发与利用的价值;与之相对应的钛酸盐如钛酸钡、钛酸铁等在耐火行业中都得以广泛应用。

游杰刚等研究了锆酸钙耐火材料的合成以及在耐火制品中的应用,以上实例的研究都对耐火材料的性质起到了良好的效果。

此外通过高配亮所研究的锆酸钙耐火材料的合成及应用更加验证的钛酸盐的适用性。以上这些研究与发现启示我们挖掘钛酸钙的耐火特性是必须的,也是可行的,同时也可以为钛酸钙的基础研究工作提供非常有意义的价值。

钛酸盐通式为MTiO3,一般钛酸盐都具有混合金属氧化物结构,M可以被其他价态的金属离子所取代,如常见的Ca2、B2、Fe2等。

钛酸盐的开发与应用在功能陶瓷、铁电压电材料和光学传感器等各个方面都有着极广泛的使用,其中CaTiO3为钛酸盐也是钙钛矿家族里的一员,同样具有钛酸盐与钙钛矿的双重的一些良好性能,有了这些特性使得钛酸钙在高温高压陶瓷、高频率电容器、PTC热敏电阻等精密电子元件中有广泛应用。

除此之外,CaTiO3这种材料还具备有耐火材料所具备的一些良好性能,如常温常压下状态稳定、熔融温度高(1975℃)晶体结构稳定、热震稳定性好等耐火材料性能。

主要研究内容是通过高温固相法合成钛酸钙耐火材料,分别以碳酸钙、氢氧化钙为钙源与钛白粉(二氧化钛)在不同温度、不同钙钛摩尔配比、不同钙源下合成钛酸钙,从合成材料的致密度、物相组成、显微结构方面分析确定其各自合成钛酸钙的最佳合成条件。

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