Thermal Shock Resistance and Thermal Expansion Behaviour With Composition and Microstructure of Al2TiO5Ceramics

Aluminum titanate (Al2TiO5) based ceramics are used as excellent thermal shock resistant, corrosive and insulating materials because of their low thermal conductivity, low thermal expansion and low Young's modulus. However, these materials have a low mechanical strength due to the presence of microcracks developed by a large difference in thermal expansion coefficients along crystallographic axes. Pure Al2TiO5 tends to decompose into α-Al2O3 and TiO2-rutile in the temperature range of 750-1300 °C which rendered it apparently useless for industrial applications. The thermal instability of Al2TiO5 was controlled in a solid solution with MgO, Sio2 and ZrO2 in the Al2TiO5 lattice or in the grain boundary solution through electrofusion in an arc furnace. The study was conducted using this method to predict the service life of aluminum titanate ceramics.Les céramiques basées sur le titanate d'aluminium (Al2TiO5)sont utilisées comme matériaux ayant une excellente résistance aux chocs thermiques et à la corrosion et pour leurs propriétés d'isolation, grâce à leur faible conductivité thermique, à leur faible expansion thermique et à un module de Young peu élevé. Cependant, ces matériaux ont une résistance mécanique peu élevée à cause de la présence de microfissures développées suite à la grande différence des coefficients d'expansion thermique le long des différents axes cristallographiques. L'Al2TiO5 pur tend à se décomposer en a-Al2O3 et en rutile-TiO2 dans le domaine de température de 750 ºC à 1300 ºC, ce qui le rend inutile pour les applications industrielles. On a contrôlé l'instabilité thermique de l'Al2TiO5 par solution solide avec du MgO, du Sio2 et du ZrO dans le réseau de l'Al2TiO5 ou en solution dans les frontières de grains par l'intermédiaire d'électrofusion dans un four à arc. On a poursuivi cette étude afin d'être capable de prédire par cette méthode la durée de vie de céramiques de titanate d'aluminium.