专利名称：堇青石铝镁钛酸盐组合物及包含该组合物的陶瓷制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷组合物，更具体地，涉及包含堇青石铝镁钛酸盐的复合陶瓷组合 物。
背景技术：
热膨胀小因而耐热冲击性高的耐火材料被用于诸如催化转化器基材和柴油机微粒过滤器之类在使用过程中产生高的热梯度的应用。用于这些应用的最佳材料之一是堇青石，因为其热膨胀小、熔点高、成本低。在柴油机微粒过滤器领域，人们已经认识到，更高的热容量有利于改善过滤器在再生过程中的耐久性(Hickman SAE)。为了减少吸附给定热量所需的材料的体积，希望使用体积热容量高的材料。希望材料的体积更小，因为这能减小排气流的压降并増加用于储存灰的开放体积。然而，仍要求低热膨胀。钛酸铝是少数几种能被制成热膨胀小并且体积热容量比堇青石高的材料之一。钛酸铝(AT)和含有大比例钛酸铝的复合材料有几个缺点。第一，纯的钛酸铝在低于约1200°C时为亚稳态。第二，AT的热膨胀仅在颗粒尺寸较大时才比较低，而且在窑炉中冷却时形成微裂纹。这些大颗粒和微裂纹容易使材料的机械强度较低。第三，微裂纹造成热膨胀曲线具有很大的滞后，导致瞬时热膨胀值非常高，特别是在冷却吋。第四，AT基复合材料的烧制温度通常较高，一般大于1400°C。最后，AT显示具有很高的热循环增长，碱金属元素的存在扩大该热循环增长。为了降低分解速度，可以在钛酸铝中加入添加剤，诸如多铝红柱石、MgTi2O5和Fe2TiO515MgTi2O5易于在还原条件下降低分解速度，仅仅在高水平的氧化条件下(>10%)才使分解速度减慢。Fe2TiO5易于在氧化条件下降低分解速度，在还原条件下増加分解速度(美国专利 5153153，1992)。在AT中加入第二相(second phase)如多铝红柱石以提高复合体的强度，因为在多铝红柱石晶体之间通常不会发生微开裂。多铝红柱石也是ー种很好的选择，因为它也具有相当高的体积热容。其它第二相也已用于AT复合材料中，包括碱金属和碱土金属长石。然而，多铝红柱石和碱金属长石的热膨胀大于最佳热膨胀。在提供具有改善的強度同时保持低CTE的复合AT陶瓷坯体的努力中，以堇青石作为第二相是比多铝红柱石更好的选择，因为堇青石的热膨胀系数比多铝红柱石更小。然而，在任何温度下堇青石和纯的钛酸铝都不能达到热动力学平衡。提供具有低CTE、高強度和优良的热稳定性的基于堇青石和AT的复合陶瓷将代表本领域的一大进步。本发明提供这样的物体。
发明内容
本发明涉及ー种包含堇青石铝镁钛酸盐的复合陶瓷组合物。ー个方面，本发明提供ー种包含第一晶体相和第二晶体相的陶瓷制品，所述第一晶体相主要由钛酸铝和ニ钛酸镁的固溶体组成，所述第二晶体相包含堇青石。在一个实施方式中，钛酸铝和ニ钛酸镁的固溶体相显示出铁板钛矿的晶体结构。在另ー个实施方式中，陶瓷制品的总孔隙率％ P大于40体积％。另ー个方面，本发明包括ー种柴油机微粒过滤器，该过滤器由上述本发明的陶瓷组合物构成。在一个实施方式中，所述柴油机微粒过滤器包含蜂窝状结构，该结构具有多个轴向延伸的端部堵塞的进ロ室和出口室。 再ー个方面，本发明提供ー种制造本发明的复合堇青石铝镁钛酸盐陶瓷制品的方法。该方法通常包括，首先提供包含氧化镁源、氧化硅源、氧化铝源和氧化钛源的无机批料组合物。然后，将该无机批料组合物与ー种或多种加工助剂混合，所述加工助剂选自下组增塑剂、润滑剤、粘合剂、成孔剂和溶剤，以便形成增塑的陶瓷前体批料组合物。将该增塑的陶瓷前体批料组合物成形或者形成生坯，任选地干燥，然后在能将所述生坯体有效转化为陶瓷制品的条件下进行烧制。附图
简述以下參照附图进ー步说明本发明，其中图I示出稳定的相组合沿钛酸铝(Al2TiO5)和堇青石(Mg2Al4Si5O18)之间的假拟ニ元接合点(pseudo-binary join)随温度和组成的变化。图2示出1300°C时四元MgO-Al2O3-TiO2-SiO2体系中以ニ钛酸镁、钛酸铝和堇青石为端点的三重部分的相关系。图3示出1100°C下对于对照钛酸铝陶瓷组合物和相图的堇青石/多铝红柱石/铁板钛矿区中的组合物，长度变化随时间的变化。图4说明对于对照钛酸铝陶瓷组合物和表I的堇青石/多铝红柱石/鉄板钛矿组合物在950-1250°C的温度下保持100小时后，其在25-1000°C范围内的热膨胀系数的变化。图5显示根据本发明制造的堇青石/多铝红柱石/鉄板钛矿的陶瓷壁流过滤器的代表性压降数据随烟炱负载量的变化。图6示出具有约55克/升氧化招基面修补涂层(washing coating)的本发明物体的微结构。发明详述如上简要概述的，在一个实施方式中，本发明提供ー种包含第一晶体相和第二晶体相的复合陶瓷体，所述第一晶体相主要由钛酸铝和ニ钛酸镁的固溶体(MgTi2O5-Al2TiO5)构成，所述第二晶体相包含堇青石。该陶瓷体的组成的特征是包含以下组分以氧化物重量百分数为基准计，4-10% MgO,40-55% Al203、25_35% TiO2,5-25% SiO2,0-5% Y203>0-5%La2O3和0-3% Fe203。在这些或其它实施方式中，本发明的陶瓷体的组成以氧化物为基准的氧化物和氧化物组合的重量分数表示时包含a (Al2TiO5)+b (MgTi2O5)+c (2MgO ·2Α1203 *5Si02)+d (3A1203 *2Si02) +e (MgO .Al2O3) +f (2Mg0 .TiO2) +g (Y2O3) +h (La2O3) +i (Fe2O3 .TiO2) +j (TiO2)，其中 a, b, c, d, e, f, g, h, i 和 j 是各组分的重量分数,满足(a+b+c+d+e+f+g+h+i+j) =1. 00。为此目的，各组分的重量分数的范围分别如下O. 3 ≤a ≤O. 75、0. 075 ≤bVO. 3、O. 02 ≤ c ≤ O. 5,0. O ≤ d ≤ O. 4,0. O ≤ e ≤ O. 25,0. O ^ f ^ O. 1,0. O ≤g ≤ O. 05、O. O ^ O. 05,0. O ≤i ≤O. 05和O. O ≤j ≤O. 20。可以认为，用于定义这些陶瓷的氧化物组成的氧化物和氧化物组合并不需要以相应的游离氧化物或晶体相存在于陶瓷物品中，除非本文中特别指出这些晶体相为这些陶瓷的特征。钛酸铝和ニ钛酸镁的固溶体相优选显示铁板钛矿的晶体结构。为此，鉄板钛矿相的组成可取决于エ艺温度以及陶瓷的总体组成(bulk composition)，因此可以由平衡条件来決定。然而，在一个实施方式中，铁板钛矿相的组成包含约20重量％至35重量％的MgTi2O50而且，虽然鉄板钛矿相的总体积也可以变化，但是在另ー个实施方式中，总体积优选为总陶瓷组合物的50体积％至95体积％。任选地，复合陶瓷体还包含一种或多种选自下组的相多铝红柱石、假蓝宝石、氧化钛多晶型物如金红石或锐钛矿、尖晶石固溶体(MgAl2O4-Mg2TiO4)。当存在尖晶石相时，其组成也可以取决于エ艺温度和总体组成。然而，在一个实施方式中，尖晶石相可以包含至少约 95% MgAl2O4。而且，假如能降低烧制温度和扩大形成陶瓷组合物所需的烧制窗，陶瓷组合物也可以任选地含有ー种或多种金属氧化物烧结助剂或添加剤。存在的烧结助剂的量可以是总组合物的0-5重量％，并且烧结助剂可以包括比如ー种或多种金属氧化物，如Fe2Ti05、Y2O3和La2O3。在一个实施方式中，发现当氧化钇(Y2O3)和/或氧化镧(La2O3)以O. 5-4. O重量％、更优地I. 0-2. O重量％的量加入时，是特别优良的烧结添加剤。为此，氧化钇或氧化镧可以作为氧化物相存在，或与陶瓷体的一种或多种其它金属氧化物成分形成新的相。类似地，在一些实施方式中，来自合适的铁源的铁氧化物以氧化亚铁或三氧化ニ铁或与其它氧化物的组合(如Fe2TiO5)存在时，按Fe2TiO5计算，铁氧化物量为O重量％至3重量％ Fe2Ti05。Fe2TiO5的存在有利于减慢在氧化气氛中的分解速度。当Fe2TiO5和尖晶石相都存在于陶瓷体中时，尖晶石固溶体也可以还包含在固溶体中的亚铁和/或三价的铁。根据本发明的特定实施方式，陶瓷体包含约10重量％至25重量％堇青石、约10重量％至30重量％多铝红柱石、约50重量％至70重量％主要由Al2TiO5-MgTi2O5固溶体组成的铁板钛矿相、和约O. 5重量％至3. O重量％ Y2O3添加剤。在一些情况下，本发明的陶瓷体可以包含较高水平的总孔隙率。比如，本发明可提供总孔隙率％ P为至少40%、至少45%、或者甚至至少50%的陶瓷体，孔隙率由水银孔率计測定。除了较高的总孔隙率外，本发明的陶瓷体还包括相对较窄的孔径分布，由较小和/或较大孔径的最小百分数表示。为此，相对孔径分布可以表示为孔的分数，如本文中使用的，孔分数是由水银孔率计测量的孔隙体积除以100的体积百分数。比如，d50量值代表基于孔体积的中值孔径，以微米计；因此，d50是陶瓷样品的50%的开放孔隙中侵入水银的孔径。d90量值是90%的孔体积由直径小于d90值的孔组成的孔径；因此，d90也等于10体积％的陶瓷的开放孔隙侵入水银的孔径。而d1(l量值是10%的孔体积由直径小于d1(l值的孔组成的孔径；因此，d10等于90体积％陶瓷的开放孔隙中侵入水银的孔径。d1(l和d9(l值也以微米为单位表示。在一个实施方式中，本发明陶瓷制品中存在的孔的中值孔径d5(l为至少ΙΟμπι，更优地至少14μπι，或更优地至少16μπι。在另ー个实施方式中，本发明陶瓷制品中存在的孔的中值孔径d5(l不超过30 μ m,更优地不超过25 μ m,更优地不超过20 μ m。在另ー个实施方式中，本发明陶瓷制品中存在的孔的中值孔径d5Q为10 μ m至30 μ m,更优地18 μ m至25 μ m，甚至更优地为14 μ m至25 μ m,更优地16 μ m至20 μ m。为此，当本发明的陶瓷体被用于柴油机废气过滤应用时，上述孔隙率值和中值孔径值的组合在維持有用的过滤效率的同吋，可以提供低的空载压降和烟炱负载压降。在一个实施方式中，本发明的陶瓷制品的较窄的孔径分布表示为比中值孔径
小的孔径的分布宽度，并进一歩定量为孔的分数。如本文使用的，小于中值孔径d5(l的孔径 的分布宽度用“”或“df”值表示，其表示为(d5CI-d1(l)/d5CI的量值。为此，本发明的陶瓷物品的(1Η 值不超过O. 50、O. 40、O. 35或O. 30。在一些优选的实施方式中，本发明陶瓷体的d_〒值不超过O. 25或者甚至O. 20。为此，较低的も值表示低的小孔分数，当本发明的陶瓷体用于柴油机过滤应用时，低的も值有利于确保低的烟炱负载压降。在另ー个实施方式中，本发明的陶瓷制品的较窄的孔径分布也可以由比中值孔径d50小或大的孔径的分布宽度表示，并进一歩定量为孔的分数。如本文使用的，比中值孔径‘小或大的孔径的分布宽度用“d_”或“dB”值代表，其表示为(d9(l-d1(l)/d5(l量值。为此，在一个实施方式中，本发明的陶瓷结构的db值不小于I. 50、I. 25、I. 10或者甚至I. 00。在ー些特别优选的实施方式中，db值不大于O. 8，更优地不大于O. 7、甚至更优地不大于O. 6。较低的db值可以为柴油机过滤应用提供较高的过滤效率和较高的強度。在另ー些实施方式中，本发明的陶瓷体显示导致优良的耐热冲击性(TSR)的低的热膨胀系数。如本领域的普通技术人员会意识到的，TSR与热膨胀系数(CTE)成反比。即，热膨胀小的陶瓷体通常具有高的耐热冲击性，井能耐受例如在柴油机废气过滤应用中遭遇的宽范围的温度波动。因此，在一个实施方式中，本发明的陶瓷制品的特征是具有沿至少ー个方向的较低的热膨胀系数(CTE)，用膨胀计測量法測定，所述CTE在25至1000°C的温度范围内小于或等于约25. OX 10_7/°C，小于或等于约20. OX 10_7/°C，小于或等于约15. OX 10_7/。。，小于或等于约10. OX 10_7/。。，或者甚至小于或等于约8. OX 10_7/。。。而且，应该理解，本发明的实施方式能显示任何需要的上述性质的组合。比如，在一个实施方式中，优选CTE(25-1000°C )不超过12.0X10_V°C (并优选不大于10. O X 10_7/°C )，孔隙率%P为至少45 %，中值孔径为至少14 μ m (较优地至少18 μ m)，df值不大于O. 35 (较优地不大于O. 30)。更优地，这些示例的陶瓷体的db值不超过I. 0，更优地不超过O. 85，更优地不超过O. 75。本发明的陶瓷体可以具有适合特定应用的任何形状或几何结构。在本发明的陶瓷体特别适合的高温过滤应用中，如柴油机微粒过滤中，优选陶瓷体具有多孔结构，诸如蜂窝体单块的多孔结构。比如，在示例性的实施方式中，陶瓷体包括具有进ロ端和出口端或进ロ端面和出口端面的蜂窝体结构，以及多个从进ロ端延伸至出口端的孔，这些孔具有多孔的壁。所述蜂窝状结构还可以具有70个孔/英寸2(10.9个孔/厘米2)至400个孔/英寸2(62个孔/厘米2)的孔密度。在一个实施方式中，这些孔的一部分在进ロ端或进ロ端面可以用组成与该蜂窝状结构的组成相同或类似的糊料堵塞，如美国专利第4329162号中所述，该专利通过引用结合于此。只在孔端部进行堵塞的深度通常约为5至20_，但是该深度可以变化。孔中的一部分在出口端或出口端面堵塞，但这些孔不对应于在进ロ端堵塞的那部分孔。因此，每个孔仅在一端堵塞。优选的排列方式是在指定表面以跳棋盘模式每隔ー个孔进行堵塞。这种堵塞构形可使废气流与基材的多孔壁有更密切的接触。废气流通过在进ロ端开孔流入基材，然后从多孔的孔壁通过，再通过出ロ端的开孔从该结构排出。由于交替堵塞孔产生的流动路径需要被处理的废气从多孔陶瓷的孔壁通过，然后从过滤器排出，所以本文所述的这类过滤器被称为“壁流”过滤器。本发明也提供ー种由包含特定无机粉末原料的形成陶瓷的前体批料组合物制备本发明的复合堇青石铝镁钛酸盐陶瓷制品的方法。该方法通常包含，首先提供包含氧化镁源、氧化硅源、氧化铝源和氧化钛源的无机批料组合物。然后，将该无机批料组合物与ー种或多种加工助剂混合，以形成增塑的陶瓷前体批料组合物，所述加工助剂选自增塑剂、润 滑剤、粘合剂、成孔剂和溶剤。将该增塑的陶瓷前体批料组合物成形或形成生坯体，任选地干燥，随后在能有效地将所述生坯体转化为陶瓷制品的条件下进行烧制。氧化镁源例如但不限于可以选自以下材料中的ー种或多种MgO、Mg (OH) 2、MgCO3>MgAl2O4,Mg2SiO4,MgSi03、MgTi03、Mg2Ti04、MgTi205、滑石和煅烧滑石。或者，所述氧化镁源可以选自以下材料中的ー种或多种，镁橄榄石、橄榄石、绿泥石或蛇紋石。较优地，氧化镁源的中值粒径不超过35 μ m,较优地不超过30 μ m。为此，如本文中所称的，所有粒径都通过激光衍射技术来测量，诸如麦奇克(Microtrac)粒径分析仪。氧化铝源例如但不限于可以选自形成氧化铝的来源，诸如刚玉、Al (OH)3、勃姆石、水铝石、过渡氧化铝,诸如Y-氧化铝或P -氧化铝。或者,氧化铝源可以是铝和其它金属氧化物的复合物(compound),所述金属氧化物诸如MgAl204、Al2TiO5、多招红柱石、高岭土、煅烧高岭土、叶腊石(phyrophy 11 i te)、蓝晶石等。在一个实施方式中,氧化招源的重均中值粒径较优地为ΙΟμπι至60 μ m,更优地为20 μ m至45 μ m。在另ー个实施方式中，氧化招源可以是ー种或多种形成氧化铝的来源和一种或多种铝与另ー种金属氧化物的复合物的組合。除了上述与镁或氧化铝的复合物以外，提供的氧化钛源可以是TiO2粉末。提供的氧化硅源可以是SiO2粉末，诸如石英、隐晶石英、熔凝硅石、硅藻土、低碱沸石或胶态氧化硅。此外，提供的氧化硅源也可以是与镁和/或铝的复合物，包括比如堇青石、绿泥石等。在另ー个实施方式中，氧化硅源的中值粒径较优地为至少5μπι，更优地至少10 μ m,或更优地至少20 μ m。如上所述，在前体批料组合物中可任选加入ー种或多种金属氧化物烧结助剂或添加剂，以降低烧制温度和扩大形成陶瓷组合物所需的烧制窗。存在的烧结助剂的量可以是如总组合物的O重量％至5重量％，并且烧结助剂可以包括如ー种或多种氧化物，诸如Fe2TiO5, Y2O3和La203。在一个实施方式中，当以O. 5重量％至4. O重量％、更优地I. O重量％至2. O重量％的量加入氧化钇(Y2O3)和/或氧化镧(La2O3)时，发现氧化钇(Y2O3)和/或氧化镧(La2O3)是特别优良的烧结添加剤。同样地，当以O重量％至3重量％的量加入Fe2TiO5时，其有利于减慢氧化气氛中的分解。而且，如果需要，所述前体组合物可以含有成孔剂以便调节用于特定应用的烧制的物品的孔隙率和孔径分布。成孔剂是能够通过对生坯体干燥或加热期间的燃烧发生蒸发或汽化，以获得所需的通常较高的孔隙率和/或较大的中值孔径的短效物质。一种合适的成孔剂可以包括但不限于碳；石墨；淀粉；木材、壳类或坚果粉；聚合物，诸如聚こ烯珠；蜡等。使用颗粒成孔剂时，颗粒造孔剂的中值粒径可以为ΙΟμπι至70μπι，更优地20μπι至50 μ m0形成陶瓷的无机批料组分与任选的任意烧结助剂和/或成孔剂可以与液态赋形剂和成形助剂充分混合，这些成形助剂在原料被成形为生坯体时赋予原料以塑性成形性和生坯强度。当通过挤出来实施成形时，最通常地，以纤维素醚粘合剤，诸如甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素衍生物和/或它们的任意组合作为临时有机粘合剤，以硬脂酸钠作为润滑剂。成形助剂的相对量可以根据ー些因素而变化，诸如所用原料的性质和量等。 比如，成形助剂的量通常为约2重量％至约10重量％，较优地约3重量％至约6重量％甲基纤维素，和约O. 5重量％至约I重量％，较优地约O. 6重量％硬脂酸钠或硬脂酸。通常原料和成形助剂以干形式混合，然后与作为赋形剂的水混合。每批材料的水量可以不同，因此水量是通过预测试具体批料的可挤出性来确定的。液体赋形剂组分可以根据所用材料的类型而有所不同，以便提供最佳的操作性能和与陶瓷批料混合物中其它组分的相容性。一般，液态赋形剂的含量通常为增塑组合物的20重量％至50重量％。在一个实施方式中，所述液态赋形剂组分可以包含水。在另ー个实施方式中，根据陶瓷批料组合物的组分，应该理解，可以使用有机溶剂，诸如甲醇、こ醇或它们的混合物作为液态赋形剂。可以通过比如典型陶瓷铸造技术(诸如单轴向压制或等静压压制)、挤出、粉浆浇铸和注塑，由增塑的前体组合物形成或成形生坯。当陶瓷制品具有蜂窝状几何结构，比如催化转化器流通载体或柴油机微粒壁流过滤器时，优选采用挤出。所得生坯体可以任选地干燥，随后在能有效地将所述生坯体转化为陶瓷制品条件下在燃气窑炉或电窑炉中烧制。比如，能有效地将生坯体转化为陶瓷制品的烧制条件可以包括，在1250°C至1450°C、更优地1300°C至1350°C的最高热炼(soak)温度下加热生坯，維持该最高热炼温度足够长的时间以便使生坯体转化为陶瓷制品，然后以一定速度冷却，该速度不足以对烧结的制品造成热冲击。此外，所述有效的烧制条件可以包括在1240°C至1350°C (较优地127°C至1330°C )的第一热炼温度下加热生坯体，保持该第一热炼温度2至10小时(较优地4至8小时)，然后在1270°C至1450°C (较优地1300°C至1350°C )的第二热炼温度下加热该生坯体，保持该第二热炼温度2至10小时(较优地4至8小吋)，然后同样以不足以对烧结的制品造成热冲击的速度进行冷却。为了获得壁流过滤器，如本领域已知的，对蜂窝体结构的一部分孔在进ロ端或进ロ端面进行堵塞。堵塞仅仅在孔的端部，堵塞深度通常约为I至20_，但是可以变化。与在进ロ端进行堵塞的那些孔不对应的一部分孔的出ロ端被堵塞。因此，每个孔仅堵塞一端。优选的排列方式是在指定表面以跳棋盘模式每隔ー个孔进行堵塞。參考MgO-Al2O3-TiO2-SiO2体系的相平衡图(由本发明人绘制)，可以更好地理解构成本发明基础的研究結果。当然，可以认识到，在这种相图中包含的相区之间的许多边界代表平衡计算和外推演绎的結果，而不是实际相分析的結果。虽然这些相区本身已经用实验确认，但是代表相区间边界的确切温度和组成都是近似值。无论如何，图I的相图描绘了稳定的相组合沿钛酸铝(Al2TiO5)和堇青石(Mg2Al4Si5O18)伪ニ元接合点随温度和组成的变化。实质上，该相图表明，堇青石和AT在高温下易于形成其它相，包括多铝红柱石、氧化钛、液体和具有铁板钦矿晶体结构的固溶体相。研究该图可以得出两个重要的特征。第一，为了与堇青石达到平衡的鉄板钛矿相，通常存在对该固溶体的组成的限制，特别地，纯AT往往不能与堇青石达到平衡存在。图2示出1325°C时四元MgO-Al2O3-TiO2-SiO2体系中以ニ钛酸镁、钛酸铝和堇青石为端点的三元部分中的相关系。第二，图I显示，在该图中，在相对低的温度区域(约1390°C，但是，该体系中共熔点最低的共晶液在显著低于该温度的温度下存在)有液体出现。实施例以下将參照关于本发明的一些示例性的和特定的实施方式进ー步说明本发明，这些实施方式仅仅是说明性的，不用来构成限制。根据ー些实施例，制备一系列本发明的陶瓷 制品，所述陶瓷制品具有如表I中按最终成分相的重量百分数提供的常规无机批料组成，和在表2中按照单组分氧化物的重量百分比表示的组成，它们都不包括任何烧结添加剤。表I
权利要求
1.ー种包含第一晶体相和第二晶体相的陶瓷制品，所述第一晶体相主要由钛酸铝和ニ钛酸镁的固溶体组成，所述第二晶体相包含堇青石，所述陶瓷制品按照以氧化物基准的重量百分数表示的组成如下4-10% MgO,40-55% Al203>25-35% TiO2,5-25% SiO2和金属氧化物烧结助剂，其中，所述陶瓷制品的总孔隙率％ P大于40体积％，且在25-1000°C范围内测得的热膨胀系数小于或等于15X10_7/°C。
2.如权利要求I所述的陶瓷制品，其中所述金属氧化物烧结助剂包含氧化钇或氧化镧的至少ー种。
3.如权利要求2所述的陶瓷制品，其中所述的氧化镧包含La2O3和CeO2的至少ー种。
4.如权利要求I所述的陶瓷制品，其以氧化物基准表示的组成如下，a(Al2Ti05)+b(MgTi205)+c (2Mg0 ·2Α1203 *5Si02)+d(3Al203 *2Si02)+e(Mg0 *A1203)+f (2Mg0 .TiO2)+g ⑵+i (Fe2O3TiO2)+j(TiO2),其中 a，b, c, d, e, f,g, i 和 j 是各组分的重量分数,满足(a+b+c+d+e+f+g+i+j) =1. 00,其中，X是金属氧化物烧结助剂，O. 3 ^ a ^ O. 75,0. 075≤b≤O. 3,0. 02≤c≤O. 5、O.O ≤ d ≤O. 4,0. O ≤ e ≤ O. 25,0. O ^ f ^ O. 1,0. 001 ≤g ≤ O. 05,0. O ≤ i ≤ O. 05 和O.O ^ j ^ O. 2。
5.如权利要求4所述的陶瓷制品，其中所述金属氧化物烧结助剂包含氧化钇或氧化镧的至少ー种。
6.如权利要求5所述的陶瓷制品，其中所述的氧化镧包含La2O3和CeO2的至少ー种。
7.如权利要求I所述的陶瓷制品，其按照以氧化物基准的重量百分数表示的组成如下:5-10% MgO,40-50% Al203>30-35% TiO2、和 10-20% SiO20
8.如权利要求11所述的陶瓷制品，其特征在于，相对于无机批料组合物的总重量，所述至少ー种金属氧化物按照氧化物的重量百分数基准计，其存在量为大于O. I至5重量％。
9.ー种包含第一晶体相和第二晶体相的陶瓷制品，所述第一晶体相主要由钛酸铝和ニ钛酸镁的固溶体组成，所述第二晶体相包含堇青石，所述陶瓷制品按照以氧化物基准的重量百分数表示的组成如下4-10% MgO,40-55% Al203>25-35% TiO2,5-25% SiO2 和至少ー种金属氧化物烧结助剂，其中，所述陶瓷制品的总孔隙率％ P大于40体积％。
10.如权利要求9所述的陶瓷制品，其中在25-1000°C范围内测得的热膨胀系数小于或等于 15 X IO^V0C O
11.如权利要求9所述的陶瓷制品，其中所述陶瓷制品的总孔隙率％P至少为50体积％。
全文摘要
本发明公开了包含堇青石铝镁钛酸盐陶瓷组合物的陶瓷物品和生产这种陶瓷物品的方法。
文档编号C04B35/465GK102690117SQ201210150918
公开日2012年9月26日 申请日期2007年6月27日 优先权日2006年6月30日
发明者G·A·莫克尔, P·D·特珀谢, R·R·武诗丽卡 申请人:康宁股份有限公司