Изучение эффекта термогенного окрашивания жаропрочного материала на основе титаната алюминия

Изучены особенности изменения окраски жаропрочного материала на основе титаната алюминия, полученного высокотемпературной термообработкой и закалкой в жидком азоте эквимолярных смесей совместно осажденных гидроксидов алюминия и титана или механического помола соответствующих оксидов. Состав исходной смеси оксидов алюминия и титана контролировали методом химического анализа. Фазовый состав синтезированных образцов был определен методом рентгеновской порошковой дифрактометрии. Количественные определения ионов Ti3+ в титанате алюминия и кинетические параметры их окисления-восстановления выполнены методом ЭПР. В титанате алюминия, полученном закалкой в жидком азоте обожженной при 1550-1300 °С эквимолярной смеси Al2O3 и TiO2, ионы титана частично восстанавливаются до трехвалентного парамагнитного состояния, стабилизированного ближайшей вакансией кислорода в концентрации не более 0.1 % от общего содержания титана. При температуре обжига в диапазоне 1550-1450 °С оксиды алюминия и титана полностью трансформируются в псевдобрукитовый титанат алюминия, а энергия активации его частичной диссоциации с появлением Ti3+ составляет (4.9 ± 0.4) эВ. Наличие малых количеств Ti3+ в решетке закаленного титаната алюминия является причиной его серо-фиолетовой, голубоватой окраски. Центры окраски остаются стабильными в атмосфере до 1100 °С, процесс окисления титана характеризуется энергией активации в (1.1 ± 0.3) эВ.