铝-硅复合还原氮化合成矾土基β-SiAlON的研究

以高铝矾土(Al2O3含量68%)、金属铝粉和硅粉为原料,按一定比例配料、混料,将混合均匀的试样,在1100℃～1550℃氮化处理6h,然后测定氮化试样的重量变化率,借助XRD、SEM及EDS等手段,分析试样的物相组成、显微结构和微区成分。对比单一还原剂铝、硅的反应过程,研究铝-硅复合还原剂还原氮化合成矾土基β-SiAlON的反应过程及机理。结果表明:1100℃,铝粉氮化生成AlN,同时铝粉还原SiO2生成Si;1200℃,硅粉氮化生成Si3N4,同时有硅粉、氮气和SiO2反应生成Si2N2O;1300℃～1350℃,Si3N4通过固溶逐渐转化为β-SiAlON,同时有少量硅粉发生还原反应;1400℃～1550℃,试样进入固溶阶段,β-SiAlON量逐渐增多,1500℃达最佳值,生成的β-SiAlON为颗粒状和短柱状。与单一还原剂相比复合还原剂生成β-SiAlON的含量相对较高,晶体发育较好。