TiO2在耐火材料中的研究與應(yīng)用進(jìn)展

于 志 李 淼 高金星 徐恩霞

鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院河南省高溫功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河南鄭州450052

近年來(lái)，二氧化鈦已成為光催化、環(huán)境保護(hù)和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域重要的功能材料［1-3］。自然界中的TiO2有鈦礦型、金紅石型、銳鈦礦型3種晶體形態(tài)，其中，金紅石型TiO2具有較高的熔點(diǎn)（1 850℃），因此，在耐火材料領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。在本文中，主要介紹TiO2在耐火材料中的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用進(jìn)展。

1 TiO2在Al2O3-SiO2系耐火材料中的應(yīng)用

Al2O3-SiO2系材料是應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)耐火材料，其原料高鋁礬土中通常存在有少量的TiO2，將其煅燒后TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為2% ～4%，個(gè)別的高達(dá)10%［4-6］。鐘香崇［7］認(rèn)為，在高鋁礬土煅燒過(guò)程中TiO2有3種存在方式：1）與剛玉和莫來(lái)石形成固溶體；2）與Al2O3形成鈦酸鋁；3）進(jìn)入玻璃相。王金相等［8］認(rèn)為將高鋁礬土進(jìn)行煅燒后有62% ～94%（w）的TiO2進(jìn)入結(jié)晶相，其余部分進(jìn)入玻璃相。文獻(xiàn)［9］認(rèn)為，在Al2O3-SiO2系耐火材料的煅燒過(guò)程中，TiO2能夠與Al2O3形成Al2TiO5并固溶在晶格中，當(dāng)添加TiO2的含量低于其在材料中的固溶度時(shí)，則對(duì)材料的燒結(jié)起促進(jìn)作用；反之，會(huì)對(duì)材料的燒結(jié)產(chǎn)生阻礙。文獻(xiàn)［5］通過(guò)對(duì)Al2O3-SiO2-TiO2相圖研究后指出，少量TiO2的存在對(duì)黏土質(zhì)耐火材料制品高溫蠕變性能無(wú)明顯影響；但當(dāng)TiO2含量過(guò)多時(shí)，對(duì)材料的高溫蠕變性能有所不利。

為了改善剛玉或莫來(lái)石材料的燒結(jié)，王秉軍［10］以電熔白剛玉、α-Al2O3、單質(zhì)Si和銳鈦礦型TiO2為原料，其中，電熔白剛玉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%、α-Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、單質(zhì)Si外加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～6%、銳鈦礦型TiO2的外加量為6%（w），在空氣氣氛中于1 550℃保溫3 h燒成。研究發(fā)現(xiàn)，外加的單質(zhì)硅和TiO2與原料發(fā)生反應(yīng)，生成莫來(lái)石和鈦酸鋁，并產(chǎn)生少量的液相，促進(jìn)了材料的燒結(jié)，改善了材料的力學(xué)性能。謝威等［11］以分析純Al（OH）3、SiO2和TiO2為原料，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、2%、4%、6%、8%和10%的TiO2，在1 650℃保溫3 h燒結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，適量的TiO2有促進(jìn)莫來(lái)石合成的作用，TiO2最佳的添加量為6%（w），當(dāng)TiO2的含量低于6%（w）時(shí)，促進(jìn)效果較差，莫來(lái)石的合成率較低；當(dāng)TiO2的含量高于6%（w）時(shí)，則會(huì)生成Al2TiO5進(jìn)而阻礙燒結(jié)，使材料的致密性變差。李坤鵬［12］以燒結(jié)莫來(lái)石、紅柱石和氧化鋁微粉為主要原料，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、1.6%、3.2%、4.8%和6.4%的TiO2，在1 430℃保溫3 h進(jìn)行燒成。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，TiO2的引入促進(jìn)了材料的燒結(jié)，隨著加入量的增加，試樣顯氣孔率逐漸降低，體積密度逐漸增加，抗折強(qiáng)度逐漸增加，在加入量為3.2%（w）后趨于不變。

2 TiO2在鎂質(zhì)及尖晶石質(zhì)耐火材料中的應(yīng)用

當(dāng)鎂質(zhì)材料中含有少量TiO2時(shí)，高溫下的TiO2主要以固溶體的形式分布在結(jié)晶相內(nèi)［13］。王春新等［14］以工業(yè)氧化鋁和輕燒氧化鎂粉為原料，采用電熔法合成鎂鋁尖晶石材料，研究了添加TiO2對(duì)材料物相組成和顯微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果顯示，添加的TiO2與原料中的MgO發(fā)生反應(yīng)生成Mg2TiO4并固溶在鎂鋁尖晶石當(dāng)中，但過(guò)量的Mg2TiO4位于晶界時(shí)阻礙了鎂鋁尖晶石的長(zhǎng)大。因此，TiO2加入量不能超過(guò)5%（w）。張智慧等［15］以α-Al2O3、分析純的MgO為主要原料，TiO2加入量（w）分別為0、1%、2%和4%，研究了1 400、1 500、1 600℃保溫3 h后材料的燒結(jié)情況。結(jié)果表明，隨著TiO2加入量的增加，試樣的顯氣孔率逐漸降低，體積密度則呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)。員文杰等［16］以片狀氧化鋁以及氧化鎂為原料，TiO2加入量（w）分別為3%、6%，研究了1 200、1 300、1 400和1 500℃保溫5 h后材料的燒結(jié)狀況。研究發(fā)現(xiàn)，未加入TiO2的空白試樣經(jīng)1 500℃燒后，產(chǎn)物中的鎂鋁尖晶石的含量為39%（w）；添加6%（w）TiO2的試樣生成鎂鋁尖晶石的含量為74%（w），說(shuō)明TiO2的加入可以顯著提高鎂鋁尖晶石的生成量。鄒明等［13］在MgO-Al2O3材料中加入適量的TiO2。結(jié)果表明，TiO2引入利于形成鎂鋁尖晶石和鈦酸鎂固溶體（MAM2T），使得顯氣孔率降低，體積密度增加，提高了材料的力學(xué)性能。羅旭東等［17］以電熔鎂砂和氧化鋁微粉為主要原料，外加0.5%、1%、1.5%及2%（w）的二氧化鈦，在1 100和1 500℃保溫2 h后發(fā)現(xiàn)：隨著二氧化鈦和鋁鈦渣加入量增加，試樣的顯氣孔率逐漸增大。這是由于TiO2促進(jìn)了鎂鋁尖晶石的合成，而鎂鋁尖晶石的形成伴隨著體積膨脹。

在鐵鋁尖晶石合成的研究中，文獻(xiàn)［18-19］認(rèn)為，TiO2的加入可以促進(jìn)鐵鋁尖晶石的形成。陳俊紅［18］以分析純Al2O3、Fe2O3為原料，分別外加0、1%、3%和5%（w）的TiO2在保護(hù)氣氛下（CO2CO）于1 550℃保溫5 h煅燒。研究發(fā)現(xiàn)：TiO2參與了鐵鋁尖晶石的結(jié)晶和生成，并對(duì)其形貌產(chǎn)生影響，當(dāng)TiO2的含量＞3%（w）時(shí)會(huì)對(duì)鐵鋁尖晶石的形成產(chǎn)生阻礙。馬淑龍等［19］以α-Al2O3粉、氧化鐵粉、石墨為主要原料，分別引入0、2%、5%和8%（w）的TiO2，在氮?dú)鈿夥罩蟹謩e于1 400、1 450、1 500和1 550℃保溫4 h煅燒。研究發(fā)現(xiàn)：在合成溫度為1 450℃時(shí)原料中的鐵粉基本轉(zhuǎn)換為鐵鋁尖晶石，說(shuō)明TiO2的引入降低了鐵鋁尖晶石的合成溫度，提高了合成率。

3 TiO2在含碳耐火材料中的應(yīng)用

在含碳耐火材料中引入的TiO2在高溫下通常被還原成TiC、TiN和Ti（C，N），對(duì)提高含碳耐火材料的抗氧化性能具有良好作用。因此，TiO2在含碳耐火材料中的反應(yīng)過(guò)程被眾多學(xué)者所研究。

關(guān)于TiO2-C體系的反應(yīng)原理及反應(yīng)產(chǎn)物，劉彥祥等［20］通過(guò)對(duì)TiO2-C體系在Ar和N2氣氛下熱處理過(guò)程的熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的增加，TiO2-C體系在Ar氣氛下依次發(fā)生的還原反應(yīng)是TiO2→Ti3O5（初始反應(yīng)溫度1 167.5 K），TiO2→Ti2O3（初始反應(yīng)溫度1 317.5 K）；TiO2-C體系在N2氣氛下的反應(yīng)分3個(gè)階段：溫度＜1 523 K時(shí)，TiO2主要進(jìn)行還原反應(yīng)；溫度在1 523～1 723 K時(shí)，TiO2開(kāi)始發(fā)生還原氮化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物Ti（CON）固溶體；溫度＞1 723 K時(shí)，中間產(chǎn)物固溶體則不再存在，完全氮化為T(mén)iN。

向道平［21］以TiO2和炭黑為原料研究其碳熱還原氮化反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過(guò)程是逐步進(jìn)行的：第一反應(yīng)階段主要是固-固反應(yīng)，在反應(yīng)體系中氮?dú)饬枯^少時(shí)依次發(fā)生的還原反應(yīng)為T(mén)iO2→TinO2n-1（n＞10）→TinO2n-1（4≤n≤10）→Ti3O5→Ti2O3；在反應(yīng)體系中氮?dú)饬枯^多時(shí)，中間產(chǎn)物Ti2O3將不再產(chǎn)生。第二反應(yīng)階段發(fā)生氣-固碳氮化反應(yīng)，在反應(yīng)體系中氮?dú)饬枯^少時(shí)，Ti3O5→Ti（N，O）；當(dāng)有剩余的Ti3O5時(shí)，依次發(fā)生如下反應(yīng)：Ti3O5→Ti2O3→Ti（C，O）；最后Ti（N，O）和Ti（C，O）相轉(zhuǎn)變?yōu)楣倘荏wTi（C，N，O）。第三反應(yīng)階段是非金屬原子C、N與Ti（C，N，O）或Ti（N，O）相之間的置換反應(yīng)，最終形成Ti（C，N）相。

劉青才等［22］研究發(fā)現(xiàn)，TiO2與C反應(yīng)形成TiC后使材料的抗氧化性提高，而且TiC熔點(diǎn)高，加上非氧化物與熔渣的侵潤(rùn)性較差，進(jìn)而使耐火材料抗渣侵蝕的能力提高。但是，TiO2加入量太高，會(huì)使耐火材料燒結(jié)溫度降低太多，而且燒結(jié)過(guò)程中，部分多余的TiO2不能與C作用形成高熔點(diǎn)的TiC均勻結(jié)構(gòu)，而易與CaO雜質(zhì)和Al2O3形成低熔點(diǎn)物。過(guò)多的TiO2還原會(huì)產(chǎn)生大量氣孔而使耐火材料抗侵蝕能力變差。

李享成等［23］以不同粒度的石墨和剛玉為原料，選用酚醛樹(shù)脂為結(jié)合劑，以Si粉、Al粉和SiC微粉為抗氧化劑，研究不同含量的TiO2對(duì)Al2O3-C質(zhì)耐火材料性能的影響。結(jié)果表明，隨著TiO2含量的增加，Al2O3-C質(zhì)耐火材料的顯氣孔率和耐壓強(qiáng)度逐漸增加，體積密度變化不大；添加1%（w）的TiO2有助于提高Al2O3-C質(zhì)耐火材料的高溫強(qiáng)度和抗氧化性能。別傳玉等［24］在Al2O3-C材料中引入適量的TiO2，在燒成過(guò)程中與原料中的石墨發(fā)生反應(yīng)形成了Ti（C，N）相，使基質(zhì)內(nèi)碳化硅晶須和Ti（C，N）相的分布更加均勻，在一定的程度上優(yōu)化了材料的孔結(jié)構(gòu)，提高了熔渣的黏度。當(dāng)Al2O3-C質(zhì)耐火材料與熔渣發(fā)生反應(yīng)時(shí)，延緩了熔渣對(duì)材料的侵蝕，提高了材料的抗侵蝕性能。Aneziris等［25］以氧化鎂顆粒、細(xì)粉和石墨為原料，添加TiO2和TiO2Al后，于1 300℃保溫2 h。在樣品中發(fā)現(xiàn)有TiCN和TiC相形成。這些碳化物在一定程度上可以改善基體的抗氧化性、力學(xué)強(qiáng)度及耐磨性。董倩等［26］通過(guò)對(duì)Al-TiO2-C-ZrO2系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)燃燒合成最終平衡產(chǎn)物應(yīng)為Al2O3、TiC和ZrO2。尹玉成等［27］在Al2O3-SiC-C澆注料常規(guī)配方中加入6%（w）的TiO2，探究在體系中是否可以合成碳氮化鈦。試樣在埋碳?xì)夥障路謩e在1 100、1 200、1 300、1 400、1 500℃煅燒3 h。研究發(fā)現(xiàn)，在1 200℃時(shí)，硅粉與石墨發(fā)生反應(yīng)生成碳化硅；在1 300℃時(shí)，TiO2被還原成Ti3O5，并生成鈣鋁石榴石；在1 400℃時(shí)，發(fā)生還原氮化反應(yīng)生成莫來(lái)石以及碳氧化鈦?？梢?jiàn)，通過(guò)碳熱還原氮化反應(yīng)可以在Al2O3-SiC-TiO2-C澆注料中原位生成C-TiN。

4 TiO2在含氮化物耐火材料中的應(yīng)用

本世紀(jì)以來(lái)，含氮化物的一類(lèi)非氧化物材料被廣泛研究并在耐火材料中成功應(yīng)用。李素平等［28］以煤矸石為原料、炭黑為還原劑，分別加入（w）0、2%、4%、6%、8%、10%、15%和20%的TiO2，在氮?dú)鈿夥罩蟹謩e于1 350、1 400、1 450、1 500和1 550℃煅燒6 h，測(cè)定了燒后試樣的質(zhì)量損失率、物相組成，研究引入TiO2對(duì)煤矸石還原氮化的作用。結(jié)果表明，TiO2的加入有利于煤矸石還原氮化轉(zhuǎn)變成β-SiAlON，并能促進(jìn)β-SiAlON晶粒的生長(zhǎng)發(fā)育。

李素平等［29-30］討論了Al作為還原劑還原氮化TiO2制備復(fù)相TiN-Al2O3的可行性，研究了燒結(jié)溫度為1 100～1 500℃時(shí)TiO2和金屬Al粉經(jīng)還原氮化后試樣的物相變化和顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：在合成溫度為1 100℃時(shí)，試樣已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生還原氮化反應(yīng)，合成產(chǎn)物中生成了少量的AlN和TiN；隨著合成溫度的增加，還原氮化反應(yīng)越徹底，在1 350℃合成氮化反應(yīng)基本完成，此時(shí)合成產(chǎn)物中只有TiN和Al2O3；在燒結(jié)溫度為1 400～1 500℃時(shí)，剛玉晶粒和TiN逐漸發(fā)育和長(zhǎng)大。劉新等［31］以硅粉、鋁粉和活性氧化鋁微粉為原料，外加2%、4%、6%、8%（w）的TiO2，在氮?dú)鈿夥障掠? 450和1 500℃煅燒2 h制備β-SiAlON材料。結(jié)果表明：TiO2對(duì)試樣的物相組成有顯著的影響，隨著TiO2加入量的增加，α-Si3N4和α-Al2O3的含量也逐漸增加，這表明了TiO2的引入可以促進(jìn)Si的氮化，同時(shí)降低了Al2O3在Si3N4中的固溶程度；少量的TiO2可以提高試樣的體積密度，改善材料的力學(xué)性能。另外，添加適量TiO2可以細(xì)化β-SiAlON晶粒，并降低其燒結(jié)溫度，最佳的加入量為2%（w）。

王妍月等［32］以金屬Al粉、單質(zhì)Si粉、α-Al2O3粉為主要原料，外加4%（w）TiO2作為助燒結(jié)劑，在氮?dú)鈿夥障掠? 350、1 400、1 450、1 500和1 550℃保溫3 h制備β-SiAlON陶瓷。結(jié)果表明，當(dāng)燒結(jié)溫度＜1 500℃時(shí)，TiO2的引入可以明顯增加β-SiAlON的生成量；當(dāng)燒結(jié)溫度＞1 500℃時(shí)，引入添加劑TiO2的試樣和空白試樣相比，β-SiAlON的生成量基本一致。這表明TiO2的引入降低了氮化燒結(jié)溫度。Nekouee等［33］把Si3N4、Al2O3、AlN和TiO2粉末用作前驅(qū)體，將起始粉末在高能球磨機(jī)中混合，然后通過(guò)SPS方法（在1 750℃，30 MPa的壓力下燒結(jié)12 min）進(jìn)行燒結(jié)。結(jié)果顯示：生成的 β-SiAlON 相組成為Si4Al2O2N6。添加的TiO2與Si3N4反應(yīng)生成TiN，且TiN均勻分布在整個(gè)β-SiAlON基質(zhì)中。

Krnel等［34］以Si3N4粉末、鈦酸四丁酯、無(wú)水乙醇和蒸餾水為原料，在Si3N4粉末上通過(guò)溶膠-凝膠法由鈦酸四丁酯制備TiO2涂層，用涂有納米二TiO2的Si3N4粉末制備O’-SiAlON／TiN納米復(fù)合材料。發(fā)現(xiàn)涂覆的Si3N4粉末經(jīng)過(guò)1 200℃保溫1 h后TiO2與Si3N4反應(yīng)形成TiN，小的TiN晶?？梢?jiàn)于大的Si3N4晶粒表面；經(jīng)過(guò)1 850℃保溫2 h后由TiO2原位形成TiN，小的納米TiN晶粒長(zhǎng)大，晶粒聚集且致密化。

王振峰等［35］研究了含TiO2熔渣對(duì)SiAlON結(jié)合SiC耐火材料的侵蝕行為。結(jié)果表明：當(dāng)熔渣含有TiO2時(shí)，雖然其含量?jī)H為1.05%（w），但在SiC的表面原位生成了碳化鈦或氮化鈦的保護(hù)層，不僅能提高材料的致密性，而且能保護(hù)碳化硅顆粒延緩熔渣的侵入，進(jìn)而延長(zhǎng)材料的使用壽命。

5 TiO2在耐火澆注料中的應(yīng)用

在耐火澆注料中加入適量的二氧化鈦可以促進(jìn)澆注料中六鋁酸鈣（CA6）的生成，從而對(duì)澆注料的性能產(chǎn)生影響［36］。主要是由于TiO2的加入降低了六鋁酸鈣（CA6）的生成溫度，促進(jìn)CA6的形成，同時(shí)，Ti4＋取代了Al3＋固溶在CA6中，改變了其晶胞參數(shù)，影響了晶粒的生長(zhǎng)趨勢(shì)，趨向于厚度方向的生長(zhǎng)。張丹洋等［37］以活性氧化鋁微粉、鋁酸鈣水泥、板狀剛玉為主要原料，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.5%和1%的納米TiO2制備剛玉澆注料。研究發(fā)現(xiàn)：加入0.5%（w）納米TiO2的試樣，在較低的煅燒溫度下（≤1 250℃），試樣的常溫抗折強(qiáng)度顯著提高；少量TiO2的加入有利于CA6的生成，過(guò)量引入會(huì)在高溫下過(guò)度燒結(jié)產(chǎn)生收縮，使?jié)沧⒘系膹?qiáng)度有所降低，最佳的加入量為0.5%（w）。尹玉成等［38］通過(guò)用超細(xì)粉TiO2替代α-Al2O3微粉制備了含TiO2的Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：TiO2加入量（w）為2%的澆注料具有最佳的抗熱震性，并且該澆注料可以實(shí)現(xiàn)自流成型，具有較好的堆積密度，顯氣孔率低，結(jié)構(gòu)致密，常溫耐壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度較高。

馬三寶等［39］以多孔剛玉-尖晶石顆粒為骨料，以70尖晶石細(xì)粉、剛玉細(xì)粉、97燒結(jié)鎂砂細(xì)粉、α-Al2O3和SiO2微粉為基質(zhì)，以Secar71水泥作為結(jié)合劑，以FS20為減水劑，分別外加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的鈦白粉，在電爐中于1 600℃保溫3 h處理。研究認(rèn)為，TiO2能夠促進(jìn)基質(zhì)的燒結(jié)，增大輕質(zhì)剛玉-尖晶石澆注料的體積密度，降低其顯氣孔率。當(dāng)TiO2的添加量為2.0%（w）時(shí)，基質(zhì)的孔徑分布更加均勻?？乖囼?yàn)后發(fā)現(xiàn)，TiO2能促進(jìn)基質(zhì)燒結(jié)，增大體積密度，降低顯氣孔率，延緩熔渣對(duì)材料的滲入，進(jìn)而提高其抗侵蝕性能。

胡波等［40］以板狀剛玉為骨料，燒結(jié)尖晶石細(xì)粉、α-Al2O3微粉、Al2O3細(xì)粉、Secar71水泥為主要原料，外加0、0.5%、1.0%（w）的TiO2，經(jīng)1 600℃煅燒3 h，研究TiO2對(duì)純鋁酸鈣水泥和ρ-Al2O3性能的影響。結(jié)果表明，對(duì)于ρ-Al2O3結(jié)合剛玉-尖晶石澆注料，引入的TiO2固溶在尖晶石晶格中，形成鈦酸鋁固溶體，改善了試樣的力學(xué)性能。對(duì)純鋁酸鈣水泥結(jié)合剛玉-尖晶石澆注料，引入的TiO2優(yōu)先與CaO發(fā)生反應(yīng)生成CaTiO3，促進(jìn)CA6生成，無(wú)CaO時(shí)則會(huì)與尖晶石發(fā)生反應(yīng)生成低熔點(diǎn)物促進(jìn)試樣燒結(jié)。

6 TiO2在其他材料中的應(yīng)用

二氧化鈦的添加對(duì)一些氧化物材料也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。Tekeli等［41］研究氧化釔穩(wěn)定氧化鋯時(shí)發(fā)現(xiàn)，TiO2添加量（w）＜5%時(shí)，氧化鋯的晶型沒(méi)發(fā)生變化；進(jìn)一步添加TiO2會(huì)使一部分氧化鋯的晶型由立方轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆?。?dāng)添加量（w）為10%時(shí)，產(chǎn)生大范圍的相變。劉強(qiáng)等［42］通過(guò)無(wú)壓燒結(jié)制備出了高硬度的立方氧化鋯陶瓷，發(fā)現(xiàn)添加TiO2后的陶瓷晶界移動(dòng)速率減慢，在一定程度上抑制了晶粒的異常生長(zhǎng)。同時(shí)，在基質(zhì)中部分小晶?？焖偕蔀榇缶Я＃糠志Яt被抑制生長(zhǎng)，保持著小晶粒的狀態(tài)，從而出現(xiàn)了兩種大小不一但均勻的晶粒，材料顯氣孔率降低，材料更加致密。

7 結(jié)語(yǔ)

二氧化鈦在耐火材料中添加的主要作用有三個(gè)方面，一是作為添加劑加入到Al2O3-SiO2系或MgOAl2O3系耐火材料中，與原料中的成分形成玻璃相或固溶體，從而促進(jìn)材料的燒結(jié)；二是通過(guò)Ti4＋取代引起晶格畸變，活化晶格提高擴(kuò)散能力，有利于燒結(jié)反應(yīng)的進(jìn)行；三是在含碳耐火材料中添加TiO2可以在還原或氮?dú)鈿夥障律煞茄趸颰iC、TiN或Ti（C，N），從而改善含碳耐火材料的抗氧化性和高溫力學(xué)性能。但是TiO2的加入對(duì)材料的抗渣性能的影響較為復(fù)雜，研究報(bào)道較少。