碳热还原氮化工艺制备AlON透明陶瓷

以γ-Al2O3为原料,炭黑(C)为还原剂,通过碳热还原氮化(carbothermal reduction and nitridation,CTRN)工艺合成了氮氧化铝(AlON)粉体,并通过气压烧结工艺制备了AlON透明陶瓷.借助X射线衍射分析研究了反应温度、保温时间及碳用量对CTRN反应产物相组成的影响,借助电子探针研究了AlON透明陶瓷的微观结构.研究结果表明:该反应主要受热力学控制,动力学因素也具有重要作用,反应温度和保温时间对AlON粉体的合成均具有重要影响.在1300℃时,开始发生CTRN反应;随着反应温度的升高,AlN的生成量逐渐增加;在1650℃时,开始形成AlON;在1700℃时,AlON的CTRN合成反应基本完成,产物中除含有极少量的AlN外,其余均为AlON相;进一步提高反应温度至1750℃,产物中残余AlN的量有所减少,但不能完全消除.采用CTRN工艺制备的粉体为原料,经1950℃高温气氛反应6h可制备出AlON透明陶瓷,材料微观结构致密、均匀,平均晶粒尺寸约50μm。

热压合成AlON陶瓷的研究

对AlON体系进行了热力学初步分析 .用热力学拟抛物线规则评估了AlON不同组成时的Gibbs生成自由能 .计算了温度为 2 0 73K时Al-O -N系热力学参数状态图 .根据热力学参数状态图所确定的条件 ,热压合成了AlON陶瓷 .对所合成的AlON试样进行了X射线衍射标定 ,TEM ,HREM分析及部分物理性能的测定 .所制备的AlON试样未发现明显的杂相 .而且 ,晶界处未发现明显的玻璃相 ,其晶粒间为直接结合 .所制得AlON试样的体积密度为 3 .63g/cm3,约为其理论体积密度的 97.8% .AlON试样的三点抗弯强度分别为 2 48MPa(室温 )和 2 41MPa(14 73K) ,断裂韧性为 3 .96MPa·m1 /2 .

AlON陶瓷材料的结构、性质及应用

综述了AlON(阿隆 )陶瓷材料的结构、性质、合成及应用情况。认为AlON陶瓷自身优异的性能特点决定了它无论作为功能材料还是作为结构材料 ,都具有广泛的应用潜能 ;同时指出 ,虽然目前AlON陶瓷的研究已经取得了很大的进步 ,但还需对其形成热力学过程、烧结机理。

高温固相反应工艺制备AlON粉体

以Al2O3和AlN为原料,在氮气气氛下通过高温固相反应工艺合成氮氧化铝(AlON)粉体,借助XRD分析系统研究了反应温度、保温时间及原料配比等工艺参数对反应产物相组成的影响并探讨了反应机理.研究结果表明:该反应主要受热力学控制,动力学因素也具有重要作用,反应温度和保温时间对AlON粉体的合成均具有重要影响.在相对较低的反应温度下,通过AlN固溶进入Al2O3晶格形成富氧(O-rich)的AlON相;在相对较高的反应温度下,产物中少量残余的AlN通过进一步扩散固溶进入O-rich-AlON晶格形成富氮(N-rich)的AlON相(N-rich-AlON);在1950℃时,合成单相的AlON粉体.

铝热还原法合成AlON粉体及其热力学分析

以微米级的Al粉和纳米级Al2O3粉为原料,在N2气氛下,通过铝热还原法,进行了AlON粉体的合成。实验表明,在1873～1923K之间,AlON相开始形成,到2023K时得到纯相AlON粉体。通过拟抛物线规则计算得到AlON的摩尔生成吉布斯能,进而算得AlON相形成的转变温度为1887K。热力学分析表明,铝热还原法合成AlON过程中,各物相易受气氛、温度的影响而表现出不同的热力学行为,进而影响合成的纯相AlON的固溶组分。实验结果与理论计算分析相符合。

铝镁碳体系中形成MgAlON尖晶石的探讨

采用SEM ,EDS,XRD和热力学分析等证明了在氮气和还原气氛下 ,铝镁碳砖高温处理后生成的尖晶石是MgAlON的尖晶石 ,不是单一的无氮镁铝尖晶石 .这是不同于现有看法的新观点 .

AlON对Al_2O_3-MgO钢包浇注料抗渣性的影响

在Al_2O_3-MgO钢包浇注料中引入6％的AlON后,用静态坩埚法考察了添加AlON的浇注料在不同气氛条件下1600℃ 3h的抗渣性,采用SEM分析了试样的显微结构。结果表明:在埋炭保护条件下,添加AlON后浇注料的抗渣性得到改善;在大气气氛中,未加抗氧化剂的试样的抗渣性恶化;分别加入SiC、Si和B_4C作抗氧化剂后,抗渣性虽有所改善,但仍比空白试样和含AlON试样在埋炭保护条件下的抗渣性稍差。抗渣性与加入到浇注料中的AlON是否氧化和材料内部能否形成和保持由尖晶石、六铅酸钙和刚玉构成的相组合有关。

放电等离子烧结合成单相MgAlON材料

以氮化铝、富铝镁铝尖晶石和氧化铝为原料 ,用放电等离子烧结 (SPS)技术合成了单相MgAlON,研究了其显微结构 ,并与用传统的无压烧结 (PLS)技术制备的单相MgAlON材料在显微结构和断裂行为上做了比较。结果表明 :用SPS法在 170 0℃保温 1min的条件下合成出的单相MgAlON材料 ,显微结构比用PLS法合成的更加均匀致密 ,且晶粒细小 ;前者的断裂模式主要是穿晶断裂 ,后者的断裂模式则主要是沿晶断裂。

AlON的合成工艺

分析了合成AlON的各种方法。用模式识别结合神经网络对碳热还原氮化合成AlON工艺进行了优化 ,利用模式逆映射得到了理想的合成工艺参数。对AlON体系进行了热力学初步分析 ,计算了温度为 2 0 73K时合成AlON的热力学参数状态图。根据热力学参数状态图所确定的条件 ,热压合成了AlON陶瓷。对所合成的AlON试样进行了X射线衍射标定及部分物理性能的测定。其密度为 3 .6 3g/cm3,约为其理论密度的 97.8%。

AlON加入量对MgO-Al_2O_3浇注料性能的影响

研究了还原气氛下在MgO -Al2 O3 浇注料中加入AlON对其性能的影响。结果表明 :(1)在 16 0 0℃热处理后 ,随着AlON加入量的增加 ,浇注体强度变化不大 ,体积密度略有下降 ;(2 )在16 0 0℃进行抗渣试验 ,材料的抗侵蚀性和抗渗透性都随着AlON加入量的增加而有明显的提高 ,这可能是由于形成的MgAlON固溶体对熔渣润湿性较差 ,有利于阻碍熔渣的侵蚀和渗透。

反应烧结法合成ALON粉体的研究

采用微米级Al粉和纳米级Al2O3粉为原料,在N2气氛保护下球磨,并在流动N2中煅烧,尝试了纯相ALON粉体的合成。通过改变合成温度和保温时间等工艺参数,使原料反应充分,并通过适当改变原料中Al的含量,以控制合成试样中过量AlN的产生。同时对合成的粉体用XRD进行物相的定性分析,研究了温度、保温时间和原料配比等参数对合成纯相粉体物相的影响,并用TEM对粉体微观形貌进行观察。结果表明,将原料中Al粉的质量比调整为10%后,在1800℃煅烧3h的条件下,可以得到纯相的ALON粉体。

AlON陶瓷的制备及性能

以 Al粉和 Al2 O3为原料 ,用铝粉氮化反应烧结技术 (RBAN)制备 Al ON陶瓷。氮化产物为纳米尺度的 Al N相 ,Al N纳米晶的高活性使得在 16 0 0℃即合成了 Al ON相 ,该温度低于相图显示的合成温度 (170 0℃ )。新生的细晶Al ON相有利于低温烧结 ,175 0℃制备出致密的 Al ON、Al2 O3- Al

透明AlON陶瓷研究现状及应用

主要介绍透明氮氧化铝(AlON)陶瓷的研究进展,对AlON的制备方法和应用做了综述和介绍,并对其发展前景和存在的问题作了展望与分析。

放电等离子烧结制备AlON陶瓷

以AlN粉和Al2O3为原料,用放电等离子烧结(SPS)技术制备单相AlON陶瓷。研究表 明:用SPS技术在1700℃仅保温3min就可得到99TD%的AlON陶瓷,该技术是实现AlON陶瓷 低温快速烧结的有效途径。

AlON复相陶瓷的SHS-HIP工艺与显微结构

采用一种新的技术途径,合成A lON致密陶瓷.在100 MPa高压氮气气氛下,以铝粉、氧化铝为原料,采用燃烧合成热等静压工艺(SHS-H IP),制备出致密的A lON复相陶瓷.采用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了产物的相组成、显微组织.研究表明,原料中A l2O3含量对产物形态、相组成及显微组织有着重要影响.当A l2O3含量为10%或20%时,产物具有振荡燃烧明显分层的特征;含量为30%或40%时,产物均匀致密.随着A l2O3含量的提高,产物中自由A l含量降低,A lON和A lN含量提高,产物变得更致密.

耐高温透明AlON陶瓷的研究进展与展望

透明AlON陶瓷具有良好的光学性能,是一类很有发展前景的高温透红外材料,因而也是很重要国防军事材料。本文从氮氧化铝的晶体结构出发,介绍了氮氧化铝陶瓷的制备工艺,同时综述了近年来透明AlON材料的研究进展,并对现有氮氧化铝陶瓷材料存在的问题及其未来的发展趋势作了展望。

AlON-SiAlON复合材料的制备及特性

为提高AlON陶瓷材料的抗氧化性能 ,制备了AlON -SiAl7O2 N7复相材料。在 1 75 0℃、0 .5MPa的N2 气氛中 ,保温 2h烧成不同Al2 O3/AlN/Si3N4配比的原料得到不同AlON/SiAl7O2 N7比的复相材料。因为在烧结SiAl7O2 N7的过程中 ,蒸发-凝聚的同时伴随着SiO气体的挥发 ,因此很难得到致密的AlON -SiAl7O2 N7复相材料。研究了AlON -SiAl7O2 N7复相材料在 1 30 0℃、空气中的抗氧化性能 ,同时作为比较 ,研究了相同条件下单相的AlON材料的抗氧化性能。结果表明 ,AlON -SiAl7O2 N7复相材料显示了较之单相的AlON陶瓷材料更好的抗氧化性能 ,这是因为氧化过程中所形成的含玻璃相的表面氧化层抑制了氧的向内扩散所致。

AlON陶瓷的研究现状与发展趋势

氮氧化铝(AlON)具有良好的耐高温性、热振稳定性、抗侵蚀性、透光性和可加工性能,在近紫外光到中红外光范围内具有良好的透光性,且透光性为各向同性。这些优异的性能决定了其在国防和民用领域都具有广泛的应用前景。本文简要介绍了AlON陶瓷的晶体结构、特性及工业应用情况,评述了AlON粉末和AlON陶瓷的制备方法,讨论了烧结工艺、烧结助剂等对AlON陶瓷组织与性能的影响以及烧结助剂对烧结工艺的影响,提出了存在的关键科学和技术问题,并展望了AlON陶瓷今后的发展方向。

透明AlON陶瓷的研究进展与展望

氮氧化铝(AlON)透明陶瓷具有强度高、硬度大、耐腐蚀、热震性好等优点,同时透波范围大、直线透过率大,因此在国防和民用众多领域具有广泛的应用前景,被美国军方评为"21世纪最重要的国防材料之一"。本文在介绍了AlON透明陶瓷国内外研究现状及AlON晶体结构和相图基础上,阐述了AlON陶瓷粉体的不同合成路线、制备及应用等方面的研究进展,并分析了现有技术困难,展望了AlON的研发方向。

AlON陶瓷材料的研究进展

AlON(阿隆)陶瓷材料具有优良的光学性能、介电性能、化学稳定性和热学性能,在航空航天、电子信息、化工、冶金、耐火材料等技术领域具有广泛的应用前景。本文综述了AlON陶瓷材料的结构﹑性质﹑合成及应用,并对AlON陶瓷材料形成的热力学过程、烧结机理、制备工艺等方面作了进一步的探讨。