α-Sialon-AlN多型体复相陶瓷的微观结构特性

通过XRD、SEM、EDS等方法，研究了添加Y2O3和Sm2O3的α－Sialon－AlN－多型体复相组份在热压过程中的致密化、相组成及微观结构的变化．结果表明，复相Sialon组份，AlN－多型体先于α－Sialon形成，且易发生偏聚，很难均匀分散在α－Sialon中，但是与通常不一样，α－Sialon易发育成长颗粒状．文中对长颗粒状的α－Sialon的形成进行了讨论．

Ln-α-Sialon-AlN-多型体(Ln=Y,Y+Sm and Sm)复相陶瓷微观结构的研究

研究了以Y，Y＋Sm和Sm分别作为α－Sialon形成离子、组份为90wt％α－Sialon（m=1，n=1.7）＋10wt％12H的样品在1650～1800℃热压条件下微观结构变化．结果表明，不同稀土离子对材料中。α-Sialon的晶粒形貌、微观结构的均匀性等都有较明显的影响，α－Sialon在三个组份中都为长柱状晶粒，但长径比不同．因此，改变材料中稀土的种类可能会为材料显微结构设计提供新途径．

复合添加(Ca,Mg)-α-Sialon的晶胞参数研究

利用高分辨率的Ｇｕｉｎｉｅｒ－Ｈａｇｇ相机和计算机控制的底片扫描及数据处理程序系统，测定了复合添加，组份为（Ｃａ０．５Ｍｇ０．５）xＳｉ１２－３ｘAl3xＯｘＮ１６－ｘ（ｘ＝０．３、０．６、１．０和１．４）的α－Ｓｏａｌｏｎ的晶胞参数．材料由热压工艺制备而得．研究结果表明，当ｘ≥１．０时，材料的主晶相为α－Ｓｉａｌｏｎ和含Ｍｇ的ＡlＮ多型体．（Ｃａ，Ｍｇ）－α－Ｓｉａｌｏｎ的晶胞参数明显低于相同组份下的Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ的晶胞参数·ＥＤＡＸ的结果进一步给出固溶进入α－Ｓｉａｌｏｎ的包括名义组份中９０％的Ｃａ＋＋和少量的Ｍｇ＋＋，而大部分Ｍｇ＋＋进入ＡlＮ多型体，这一结果为净化α－Ｓｉａｌｏｎ陶瓷的晶界提供了新的有效途径．

AIN-多型体对形成长颗粒α-Sialon的影响

通过ＳＥＭ、ＥＤＳ等方法，研究了添加不同含量ＡＩＮ－多型体对（Ｙ＋Ｓm）－α－Ｓｉａｌｏｎ晶粒形貌的影响．结果表明，随ＡＩＮ－多型体添加量增多，材料中长颗粒α－Ｓｉａｌｏｎ的数量增加．本文对ａ’－ＡＩＮ－多型体两相区内长颗粒α－Ｓｉａｌｏｎ的形成机理进行了讨论．

β＇－Sialon－AlN多型体陶瓷研究

在Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统中，研究了β＇－Ｓｉａｌｏｎ－１２ＨＡｌＮ多型体自补强复相陶瓷，利用气压烧结工艺制备了致密的β＇－Ｓｉａｌｏｎ－１２ＨＡｌＮ多型体材料．研究结果表明，材料的主晶相是β＇－Ｓｉａｌｏｎ－１２ＨＡｌＮ多型体。

添加Sm_2O_3的β＇－12H复相sialon

在Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统中，进行（β＇＋１２Ｈ）－ｓｉａｌｏｎ的成分设计，并以Ｓｍ￣２Ｏ￣３作为添加剂，用气压烧结（ＧＰＳ）制备了β＇＋１２Ｈ复相陶瓷。材料的相组成和微观结构研究表明：主晶相为β＇相和１２Ｈ相，纤维状的１２Ｈ与短柱状或等轴状的β＇交织排列形成致密组织。添加剂Ｓｍ￣２Ｏ￣３对复相ｓｉａｌｏｎ的致密化和结构性能有着较大影响，当添加量增加到５％（质量）时，材料达到理论密度为９９％，并显示较好的强度和韧性。另外，还对相同条件下制备的（β＇＋１２Ｈ）－ｓｉａｌｏｎ与β＇－ｓｉａｌｏｎ进行了比较，纤维状１２Ｈ相的引入，使裂纹扩展过程中产生偏转、分叉、桥接和１２Ｈ的拔出，对材料起到类似晶须的增韧补强效果。

(Ca,Mg)-α-Sialon的致密化,形成特性和显微结构

利用热压工艺制备了组份为（ Ｃａ ， Ｍｇ）ｘ Ｓｉ１２ － ３ｘ Ａｌ３ｘ Ｏｘ Ｎ１６ － ｘ （ｘ ＝ ０３ 、０６ 、１０ 和１４） 的（ Ｃａ ， Ｍｇ） α Ｓｉａｌｏｎ研究结果发现， 当ｘ１０ 时， 材料的主晶相为α Ｓｉａｌｏｎ 和含 Ｍｇ 的 Ａｌ Ｎ 多型体多型体的含量随ｘ 值的增加而变大以复合添加剂取代单一添加剂， 不仅改善了α Ｓｉａｌｏｎ 的烧结性能， Ｔ Ｅ Ｍ 和 Ｅ Ｄ Ａ Ｘ 的结果还进一步表明添加的 Ｃａ ＋ ＋ 离子进入α Ｓｉａｌｏｎ ， 而 Ｍｇ＋ ＋ 离子进入 Ａｌ Ｎ多型体，

利用富硼渣合成MgAlON基复相粉体

以富硼渣为主要原料,碳黑作还原剂,用硅灰和Al(OH)3调整成分,采用碳热还原氮化法合成MgAlON基复合粉体。通过XRD、SEM等检测手段研究了配料中配碳量、MgO添加量对反应过程及产物的影响。结果表明,理论配碳量为比较合适的配碳量;随着配料中MgO含量的增加,产物中MgAlON的含量也逐渐上升,x值为4.5是比较合适的MgO加入量,继续增加MgO含量,MgAlON的含量变化不大,SiAl6O2N6逐渐减少,而CaAl4O7和BN逐渐增加。

AlN-多型体陶瓷的研究 Ⅱ.AlN-多型体的力学性能和微观结构

在研究了 ＡｌＮ－型体 １５Ｒ， １２Ｈ和 ２１Ｒ的形成特性的基础上［１］；本工作测定了它们的力学性能，并利用ＳＥＭ观察了显微结构．结果表明，尽管ＡＩＮ－多型体的力学性能较差，但是具有适当烧结添加剂的ＡＩＮ－多型体的抗折强度在室温至１２５０℃的范围内能保持不变，甚至提高５０％；尤其是１５Ｒ和１２Ｈ．ＡＩＮ－多型体的硬度随其组份向ＡｌＮ方向靠近而增加，即２１Ｒ的硬度最高（１２．７～１４．４ＧＰａ），１５Ｒ的硬度为最低（１．５～１２．８ＧＰａ）．ＡＩＮ－多型体的强度和断裂韧性与ＡｌＮ－多型体的类型之间没有这种明显的联系，它们的变化范围分别在３１３～３６６ＭＰａ和３．８～４．８ ＭＰａ·ｍ^（１／２）之间．本文依据 ＡＩＮ－多型体的结构特征及断裂形貌对它们的力学性能进行了讨论．

β′－12H复相陶瓷界面结构研究

用气压烧结工艺制备β′－１２Ｈ复相陶瓷，并在高分辨电镜下对其界面结构进行研究．结果表明，β′与１２Ｈ相之间具有良好的界面结合，在晶界区域没有反应层和其它结构缺陷，界面上也几乎没有晶界玻璃相．在β′－β′晶界，三晶界处的玻璃相能渗入两晶界，在界面上总是存在１～２ｎｍ的非晶层．

Phase relationships and materials design in the Ln-Si-Al-O-N system

Subsolidus phase relationships in the system Ln2O3-Si3N4-AIN-AI2O3, where Ln represents Nd, Sm and Dy, were summarized, with emphasis on the region involving α-sialon, β-sialon and AIN-polytypoid phases. This information is further used in designing the compatible matrix phases of sialon materials with desirable properties. Examples were provided to illustrate the advantage of such a basic approach to materials design.