第５卷２０１０年２月 第１期 失效分析与预防 Ｆｅｂｒｕａｒｙ。２０１０ Ｖｏ１．５，Ｎｏ．１ ＡＩ２ＴｉＯ５／ＡＩ２０３复合材料的抗铝液浸渗性能分析 胡勇，王琦，徐卫平 （南昌航空大学，航空与机械工程学院，南昌３３００６３） ［摘要］钛酸铝系复合材料中钛酸铝的体积分数不同，会导致ＡＩ２ＴｉＯ ／ＡＩ２０３复合材料的抗铝液浸渗性能的不同。在 ＡＩ２ＴｉＯ 中分别按１０％、２０％、４０％、６０％、８０％、９０％（体积分数）引人ＡＩ２Ｏ３进行复合。通过对渗铝试样的外观形貌、微观 结构分析，进而对其铝液浸渗性能进行了分析比较，发现富钛酸铝的钛酸铝／氧化铝复合材料（妒（Ａ１２ＴｉＯｓ）＞４０％）抗铝液 浸渗性能好；而富氧化铝的钛酸铝／氧化铝复合材料（ （Ａ１２ＴｉＯ５）＜２０％）有金属铝液沿热震产生的裂纹渗入复合材料内 部，容易导致复合材料断裂失效。该研究结果对可靠应用钛酸铝系复合材料作为铝液的容器具有实际工程应用价值。 ［关键词］钛酸锚；氧化铝；抗铝液浸渗性能；复合材料 ［中图分类号］ＴＱ１７４．６１；ＴＢ ３３１ ［文献标志码］Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ．１６７３￣２１４．２０１０．０１．０Ｏ４ ［文章编号］１６７３４５２１４（２０１０）０１－００１３－０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ＡＩ２ ＴｉＯ５／Ａｌ２ Ｏ３ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ＨＵ Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｑｉ，ＸＵ Ｗｅｉ—ｐｉｎｇ （Ｄｅｐ．ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ＆Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ Ｈａｎｇｋｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００６３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａ１２ＴｉＯ５ ｈａｓ ａｎ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ａ１２ＴｉＯ５／Ａ１２０３ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ａ１２ＴｉＯ５／ Ａ１２Ｏ３ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｏｌｕｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ａ１２ＴｉＯ５ ｖｏｌｕｍｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ １０％，２０％，４０％，６０％，８０％，ａｎｄ ９０％， ｗｅｒｅ ｓｏａｋｅｄ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｌｉｑｕｉｄ ｆｏｒ １００ ｈ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｏ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇ—ｒｅ— ｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｏｍｐｏｓ・ ｉｔｅｓ ｗｉｔｈ （Ａ１２ ＴｉＯ５）＞４０％ｈａｖｅ ｂｅｔｔｅｒ ａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ ｎｏ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｌｉｑｕｉｄ ｐｅｎｅｔｒａｔｅｓ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｈｏｗｅｖ・ ｅｒ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ （Ａ１２ＴｉＯ５）＜２０％ａｒｅ ｅａｓｉｌｙ ｐｅｎｅｔｒａｔｅｄ ｂｙ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｌｉｑｕｉｄ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｗｅａｋ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｈｏｃｋ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｖａｌｕａｂｌｅ ｆｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｗｈｅｎ Ａ１２ＴｉＯ５／Ａ１２０３ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｌｉｑｕｉｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ｔｉｔａｎａｔｅ；ａｌｕｍｉｎｕｎ ｏｘｉｄｅ；ａｌｕｍｉｎｉｚｉｎｇ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ 复合材料的浸渗特性，对钛酸铝系复合材料的广 ０ 引言 泛应用有十分重要的意义。 钛酸铝陶瓷具有低热膨胀系数、低导热系数、 １ 试验材料与方法 高熔点以及良好的抗热震性能和抗热冲击性能， 但是钛酸铝难以烧结，烧结体致密度低，强度不 在前期工作的基础上，实验室模拟Ａ１：ＴｉＯ ／ 高㈩。目前，主要通过引入Ａ１：Ｏ 、莫来石等第二 Ａ１，Ｏ 复合材料的工作环境，通过观察长时间浸 相与Ａ１ ＴｉＯ 复合，以提高其力学强度 。钛酸 于金属铝液中试样的外观形貌、断面微观结构和 铝系复合材料通常应用在冶金行业中，作为金属 元素分布，分析不同组分Ａ１ ＴｉＯ ／Ａ１ Ｏ３复合材 铝液的容器或者输送液态铝的管道等。在应用中 料抗液态铝的浸渗性能。 长期和液态铝接触，有时会由于铝液对复合材料 实验室模拟Ａ１ ＴｉＯ ／Ａ１ ０。复合材料的工作 的浸渗问题，导致其发生失效。目前，关于铝液对 环境时，由于金属铝极易被氧化，因此，少量熔融 钛酸铝系复合材料的浸渗特性和造成其失效的机 铝液的制备成为首先要解决的问题。设计以下工 理研究尚未见文献报道。考察液态铝对钛酸铝系 艺流程制备少量的铝液：用电炉将刚玉坩锅随炉 ［收稿日期］２００９年８月２５日 ［修订日期］２００９年ｌ２月２１日 ［作者简介］胡勇（１９８１年一），男，博士研究生，主要从事材料制备及性能方面的研究。
