隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)工藝方面對具有優(yōu)良耐高溫和抗熱震性材料的需求越來越迫切。陶瓷材料與高分子材料和金屬相比，陶瓷具有耐高溫、高強度、抗腐蝕等一系列顯著的優(yōu)良性能，熱膨脹也是陶瓷材料的主要性能之一。在低熱膨脹陶瓷材料領(lǐng)域，有三種極為典型：熔融石英陶瓷、堇青石陶瓷和鈦酸鋁陶瓷。本文將就鈦酸鋁陶瓷進(jìn)行主要介紹：
鈦酸鋁陶瓷材料的基本性質(zhì)
鈦酸鋁陶瓷的顯著特點是具有高熔點、低熱膨脹系數(shù)，低熱導(dǎo)率，以及優(yōu)異的抗熱震性和抗腐蝕性，屬于復(fù)雜氧化物陶瓷材料，是低膨脹陶瓷中抗熱震性能最優(yōu)良的陶瓷材料，其耐高溫性能非常的出色，能夠在1400℃長期使用，應(yīng)用主要是在溫度劇烈變化和強烈腐蝕的特殊場合，前景十分廣闊。
圖1.鈦酸鋁陶瓷制品via網(wǎng)絡(luò)
鈦酸鋁陶瓷目前是低熱膨脹材料中耐高溫性能最好的一種，但是其本身也存在缺陷：一是熱膨脹系數(shù)的各向異性造成其內(nèi)部出現(xiàn)大量的微裂紋，很大程度上降低了自身的強度；二是在750~1300℃溫度范圍內(nèi)易分解失去其低膨脹性，但在添加穩(wěn)定劑（如氧化鎂、氧化鐵、氧化鈰、氧化硅、氧化釔、莫來石微粉等）控制關(guān)鍵性的工藝參數(shù)（如燒成溫度）或制作成復(fù)合材料的方法可基本克服這些缺點，從而延長該材料的使用壽命。
表1. 鈦酸鋁的基本物理化學(xué)性質(zhì)
鈦酸鋁陶瓷的應(yīng)用方向：
由于鈦酸鋁陶瓷具有很低的熱膨脹系數(shù)、較高的熔點、優(yōu)良的抗熱震性能和熱導(dǎo)率，同時還有抗渣、耐蝕、耐堿的特點，并且鈦酸鋁陶瓷和許多金屬（尤其是有色金屬）熔體和玻璃熔體不潤濕，能夠廣泛的應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、汽車和環(huán)保等領(lǐng)域中的一些耐高溫、耐腐蝕和抗熱震等環(huán)境苛刻的場合。
①低壓鑄造鋁合金制品：鈦酸鋁作為價格比較低廉的耐高溫、低膨脹、低導(dǎo)熱的陶瓷材料，具有優(yōu)異的抗熱震性和與鋁液不沾粘性，是制作低壓鑄鋁升液管的首選材料。
②測溫?zé)犭娕嫉谋Ｗo(hù)：測溫?zé)犭娕尖佀徜X陶瓷保護(hù)套管用于測量各種窯爐、熔塊池窯溫度的熱電偶保護(hù)，由它做熱電偶套管具有正常的溫度敏感性和較長的使用壽命。尤其是在測量金屬熔體和玻璃熔液溫度的熱電偶保護(hù)上比其他材質(zhì)的同類產(chǎn)品具有優(yōu)越性，原因是它可反復(fù)的出入于被測的環(huán)境中不會炸裂、腐蝕。
③用作發(fā)動機部件的隔熱材料：鈦酸鋁的優(yōu)異特性讓它兼具優(yōu)良的抗熱震性及隔熱性，是制作發(fā)動機排氣管和增壓器渦殼隔熱襯里（尤其是軍用越野車以及沙漠車）的理想材料。
④其他方面：冶煉有色金屬用的金屬流槽或坩堝，不定形耐火材料襯里，熔融金屬容器內(nèi)壁涂料，凈化汽車尾氣用的催化劑載體（蜂窩狀）……
結(jié)語
對于鈦酸鋁陶瓷材料的研究，國外自上世紀(jì)50年代開始，在鈦酸鋁陶瓷產(chǎn)品的生產(chǎn)方面，目前日本、美國和德國等少數(shù)發(fā)達(dá)國家，掌握了比較優(yōu)異的生產(chǎn)技術(shù)，并有鈦酸鋁材料產(chǎn)品供應(yīng)。而國內(nèi)對鈦酸鋁的研究自80年代開始，而且研究主要局限于鈦酸鋁陶瓷材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，雖然有一些小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，但與國際水平相比，在產(chǎn)品開發(fā)的水平和質(zhì)量上有一定差距，需要進(jìn)一步加大研究力度。