PDF《原位合成法制备低密度 O'-Sialon 复相陶瓷及其形成 机理研究》

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paper.edu.cn 原位合成法制备低密度 O'-Sialon 复相陶瓷及其形成 机理研究 李强,季惠明,梁辉,卢会湘,李晓雷 天津大学材料科学与工程学院,天津 (300072) E-mail: jihuiming@tju.edu.cn 摘要:本文采用原位合成技术成功制备了低密度 O'-Sialon 复相陶瓷.从影响新相合成的 角度出发,借助 X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)研究了不同烧结助剂和烧结温度对材料的物相组成的影响,实验结果表 明,复合烧结助剂能够显著提高样品中 O'-Sialon 相的含量;

在1450℃烧结时 O'-Sialon 相 的生成含量达到最大值 83.82%.借助液相烧结的"溶解-沉淀"机理,对O'-Sialon 晶相的成 核与生长过程进行了探讨. 关键词:原位合成,O'-Sialon 复相陶瓷,烧结助剂,烧结温度 中图分类号:TQ174 1. 引言 原位合成技术源于原位结晶(in-situ crystallization)和原位聚合(in-situ polymerization)的概念, 它是指一种新相或复合材料中的增强相在材料制备过程中原位就地产生,而非在材料制备之前合成. 原位生成的新相可以是金属、陶瓷或高分子等物相,他们能以颗粒、晶须、晶板或微纤维等显微组织 形式存在于基体中,且新相与基体界面结合紧密,合成工艺简单,对材料的性能影响大等优点引起研 究者重视[1-2] .赛龙(Sialon)陶瓷起源于1972年英国学者Jack和日本的小山阳一在研究Si3N4-Al2O3系 材料时发现β- Si3N4晶格中可溶进去60%~70%的Al2O3,形成一种很宽范围的固溶体并保持电中性 [3-4] .Sialon的烧结性能远优于Si3N4,保留了Si3N4的优良性质,如强度、硬度、耐热性等,并且韧性、 化学稳定性和抗氧化性均优于Si3N4, 被认为是最有研究价值的高温结构陶瓷之一[5] . 根据结构和组分 不同,可以把Sialon分为α-Sialon、β-Sialon、O'-Sialon以及X-Sialon.O'-Sialon是Si2N2O与Al2O3的固 溶体,具有与Si2N2O相同的结构[6] ,其晶胞为Si(N3O)四面体.O'-Sialon属于正交晶系,O'-Sialon与β-Sialon构成的机制是相同的,也是Si、N分别被Al、O所取代,其分子式为Si2-xAlxO1+xN2-x(0