王婷
,
杨道媛
,
袁斐
,
冯晓聪
,
屈源超
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.06.004
以原料配比(w):硅粉39.4％、金属铝粉12.7％、氧化铝粉47.9％为基础配方进行配料,分别经1 300、1 350、1 400、1 450、1 500℃保温3h或5h氮化反应制备β-SiAlON材料.研究了Fe2O3烧结助剂、煅烧温度和保温时间对制备β-SiAlON材料的体积密度、耐压强度、物相组成和显微结构的影响.结果表明:添加2％(w)的Fe2O3,提高煅烧温度和延长保温时间,都有助于烧结的进行.添加2％(w)的Fe2 O3作烧结助剂,在N2气氛中于1 500℃下保温5h烧成试样的耐压强度达到85.44 MPa,体积密度达到2.92 g·cm-3,以β-SiAlON为主晶相,晶粒发育良好,呈棱柱状,直径大约1μm,长度大约2 μm,且分布比较均匀.
关键词:
β-SiAlON
,
Fe2O3烧结助剂
,
烧结温度
,
保温时间
郭艳芹
,
王永伟
硅酸盐通报
分别以复合还原剂碳硅、碳铝还原氮化低品位铝土矿(Al2O3含量为68wt％)制备β-SiAlON.利用XRD、SEM和EDS等检测手段和试样的质量变化率,研究了两种复合还原剂制备β-SiAlON的相变过程、β-SiAlON的相对生成量和微观状态.结果表明:低品位的矾土矿利用复合还原剂可以制造出优良廉价的β-SiAlON材料；碳硅试样的β-SiAlON为O'-SiAlON和Al2O3反应生成；碳铝试样的β-SiAlON为AlN、Si3N4和Al2O3反应生成以及碳直接还原氮化莫来石生成；基本结束的反应温度为1500℃,生成的β-SiAlON为柱状、z值为3左右；复合还原剂碳硅还原氮化制备β-SiAlON相对含量高,结晶形貌好,制备成本低.
关键词:
低品位铝矾土
,
β-SiAlON
,
复合还原剂
,
还原氮化反应
岳新艳
,
何超
,
石晓飞
材料与冶金学报
采用放电等离子烧结(SPS)在1 500℃下制备不同立方氮化硼(cubic Boron Nitride,即cBN)含量的β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料,研究cBN含量对陶瓷复合材料的物相组成、显微组织和性能的影响.XRD分析表明:在添加复合烧结助剂的条件下合成的β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料,β-SiAlON的量随着cBN含量的增加而增加.FESEM观察结果表明:cBN颗粒较均匀地分布在β-SiAlON基体中,一些cBN颗粒表面出现可剥离的层片状物质六方氮化硼(hBN).随着cBN含量的增加,β-SiAlON-cBN陶瓷复合材料的相对密度先下降后略有上升,硬度呈现降低趋势,断裂韧性则先升高后略有降低.β-SiAlON-10％cBN(质量分数)的相对密度和硬度分别为96.8％和13 GPa,β-SiAlON-30％cBN的断裂韧性可达到Km=3.2 MPa·m1/2.
关键词:
β-SiAlON
,
cBN
,
放电等离子烧结
,
显微组织
,
性能
王光
,
单英春
,
徐久军
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.07.043
采用无压烧结技术,以Si3 N4、AlN和Al2 O3为基体原料,淀粉为造孔剂,外掺5％(质量分数)Y2 O3作为烧结助剂,研究淀粉掺量对β-SiAlON(z＝2)多孔陶瓷物相组成、微观结构和力学性能的影响规律.研究结果表明,当造孔剂掺量≤60％(质量分数)时,所制备多孔陶瓷的主相均为β-SiAlON,且当淀粉掺量在20％~40％(质量分数)时,气孔内壁形成柱状15R,而当淀粉掺量增加到60％(质量分数)时,气孔内壁则为致密的交错生长的层状12H；β-SiAlON多孔陶瓷的气孔形貌为椭球形,当淀粉掺量为20％(质量分数)时,以独立气孔为主,长轴约为30~80μm,而当淀粉掺量为60％(质量分数)时,以连通型气孔为主；当气孔率约为40％(淀粉掺量60％(质量分数))时,β-SiAlON多孔陶瓷的抗弯强度为117．3 MPa,是气孔大小相近氮化硅多孔陶瓷抗弯强度的1．5倍.高强度的基体、椭球形的气孔以及致密的交错生长的15R 或12H 孔壁是使β-SiAlON 多孔陶瓷具有高强度的主要原因.
关键词:
多孔陶瓷
,
β-SiAlON
,
物相组成
,
微观结构
,
力学性能
岳昌盛
,
郭敏
,
张梅
,
王习东
,
张志安
,
彭犇
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01163
在Si3N4-SiO2-Al2O3-AlN体系中, 采用拟抛物面规则对不同组成SiAlON相的热力学性能进行了评估, 并研究了β-SiAlON相的合成热力学条件. 以煤矸石为主要原料, 加入适量碳黑作为还原剂，在不同气氛（空气或不同纯度的氮气）下合成了β-SiAlON, 并研究了β-SiAlON粉料在不同气氛下的相转化. 热力学分析表明，不同的SiAlON相可以在合适的气氛参数Y=lg(PO2/Pθ)-2/3lg(PN2/Pθ)下合成, 较低的Y值有利于β-SiAlON相的合成. 过量碳存在时提高通氮纯度α将会降低气氛中的Y值, 其关系式为Y=2lg［(2-2α)/(2-α)］-2/3lg［α/(2-α)］-15.616. 实验结果表明：热力学分析得到的合适初始参数可以实现高纯βSiAlON的可控合成, 当初始参数为T=1800K, 埋焦炭保护, 通入氮气纯度α＝0.995～0.999时可获得较好的结果.
关键词:
β-SiAlON
,
thermodynamic
,
controllable synthesis
岳昌盛
,
郭敏
,
张梅
,
王习东
,
张志安
,
彭犇
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.01163
在Si_3N_4-SiO_2-Al_2O_3-AlN体系中, 采用拟抛物面规则对不同组成SiAlON相的热力学性能进行了评估, 并研究了β-SiAlON相的合成热力学条件. 以煤矸石为主要原料, 加入适量碳黑作为还原剂,在不同气氛(空气或不同纯度的氮气)下合成了β-SiAlON, 并研究了β-SiAlON粉料在不同气氛下的相转化. 热力学分析表明,不同的SiAlON相可以在合适的气氛参数Y=lg(P_(O_2)/P~θ)-2/3lg(P_(N_2)/P~θ)下合成, 较低的Y值有利于β-SiAlON相的合成. 过量碳存在时提高通氮纯度α将会降低气氛中的Y值, 其关系式为Y=2lg[(2-2α)/(2-α)]-2/3lg[α/(2-α)]-15.616. 实验结果表明:热力学分析得到的合适初始参数可以实现高纯β-SiAlON的可控合成, 当初始参数为T=1800K, 埋焦炭保护, 通入氮气纯度α＝0.995～0.999时可获得较好的结果.
关键词:
β-SiAlON
,
热力学
,
可控合成
陈仕华
,
洪彦若
,
孙加林
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.01.004
探讨了由Si和Al2O3或由Al、Si和Al2O3合成β-SiAlON-Al2O3复合材料的合成机理,同时还探讨了刚玉原料中杂质铁和钛,以及氮化硅晶种的催化效应及其机理.研究表明:以高铁棕刚玉、Si和金属Al为原料,添加适量的氮化硅晶种,可以合成高性能的β-SiAllON-Al2O3复合材料.
关键词:
β-SiAlON
,
氧化铝
,
复合材料
,
合成机理
,
催化
,
刚玉
,
晶种
,
氮化硅
周国红
,
李亚伟
,
李楠
,
李英利
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2004.06.001
以金属铝粉、硅粉、活性氧化铝微粉、刚玉细粉和鳞片石墨为主要原料,在流动N2气氛中于1400～1600℃制备了赛隆-刚玉-石墨复相材料,研究了其烧结性能及质量变化,同时借助XRD、SEM、EDS、EPMA等手段分析和观察了材料的物相变化和显微结构,并探讨了其反应过程.结果表明,石墨显著影响着原位氮化反应烧结制备赛隆-刚玉-石墨复相材料的烧结性能及质量变化.究其原因,与石墨参与反应有关:在Si-Al-Al2O3-C-N2体系中,1400～1500℃时,主要发生氮化反应形成B-SiAlON相,硅与石墨反应形成SiC相;同时,在1500℃时,硅可能大量蒸发形成气相,如Si(g)、SiO(g),其与CO或C反应形成针状碳化硅;1600℃时,氮化反应迅速,碳热还原反应加剧,部分β-SiAlON、Al2O3和碳进一步发生碳热还原反应形成15R.
关键词:
赛隆-刚玉-石墨复相材料
,
β-SiAlON
,
氮化烧结
,
碳热还原反应
李素平
,
孙洪巍
,
钟香崇
耐火材料
doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.06.006
以煤矸石、炭黑为原料,分别加入0、2%、4%、6%、8%、10%、15%和20%的TiO2,组成的不同试样在流动氮气中进行热处理,热处理温度分别是1350 ℃、1400 ℃、1450 ℃、1500 ℃、1550 ℃,保温时间为6 h,测定热处理后试样的质量损失率,借助XRD、SEM和EDS等手段,分析热处理后试样的物相组成、显微结构和微区成分,研究引入TiO2对煤矸石还原氮化的作用.结果表明:TiO2的加入有利于煤矸石还原氮化转变成β-SiAlON,并能促进β-SiAlON晶粒的生长发育.这也许是因为TiO2的加入有利于莫来石及SiO2分别还原氮化为X相及Si2N2O,Si2N2O与Al2O3固溶形成O'-SiAlON;最后X相和O'-SiAlON转变成β-SiAlON;多余的TiO2可以被还原氮化为耐火度高、耐磨性好的TiN.TiO2的最佳加入量为4%.
关键词:
二氧化钛
,
煤矸石
,
碳热还原氮化
,
β-SiAlON
