戴文斌王新丽于景坤邹宗树
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00296
利用重力计, 比重仪, SEM, XRD, 碳素分析仪, XFS和氧氮分析仪检测了不同加热条件下碳热还原氮化法合成镁阿隆(MgAlON)的密度、微观结构、相组成以及Mg, Al, O, N和C含量, 讨论了碳热还原氮化法合成MgAlON的机理. 结果表明, 加热温度为1100℃时, 原料中所有的MgO反应生成镁铝尖晶石(MgAl2O4ss); 当加热温度高于1300℃时, 发生碳热还原氮化反应, N固溶于MgAl2O4ss生成MgAlON; 由于碳热还原氮化反应不断消耗Al2O3, 加热温度为1600℃时试样中Al2O3大颗粒的尺寸较加热温度为1500℃时的小; 随着石墨和Al2O3在反应过程被完全消耗, 在1650℃下加热获得了单相MgAlON. 另外, 碳热还原氮化反应中N原子向尖晶石结构MgAl2O4ss中固溶时导致晶格畸变而使原子间隙扩大, 从而Al在MgAlON的固溶量高于其在MgAl2O4ss中的固溶量. 由于碳热还原氮化反应过程产生气体及高温下Mg蒸汽分压较高, 即使加热温度提高至1800℃, 试样中仍然存在大量密闭气孔.
关键词:
MgAlON
,
carbothermal reduction and nitridation (CRN)
,
microstructure
于仁红
,
周宁生
,
张菲菲
稀有金属材料与工程
为了得到锆英石碳热还原氮化反应时产物相的稳定存在区域,用△fGiθ=A+ BT法对Zr-Si-C-N-O系进行了热力学计算和分析,绘制了Zr-Si-C-N-O系优势区相图.结果表明:通过控制配碳量、反应温度、炉内的CO分压和N2分压,可以获得组成分别为ZrO2-Si2N2O、ZrN-Si2N2O或ZrN-Si3N4等的复相材料.根据热力学分析结果,以锆英石、活性炭为原料,N2 (99.999％)为氮源,研究了配碳量(10％,20％,22％,30％,质量分数)对锆英石碳热还原氮化反应失重率及产物相组成的影响.结果表明:配碳量不仅显著影响锆英石碳热还原氮化反应产物的物相组成,而且配碳量的增加还会降低锆英石碳热还原氮化反应的开始温度.
关键词:
锆英石
,
碳热还原氯化
,
热力学分析
,
优势区相图
,
配碳量
