铝-硅复合还原氮化合成矾土基β-SiAlON的研究
来源期刊：非金属矿2008年第3期
论文作者：李素平 郭艳芹 钟香崇
关键词：铝矾土; β-SiAlON; 铝-硅复合还原剂; 还原氮化反应;
摘 要：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.
李素平1，郭艳芹1，钟香崇1
(1.郑州大学高温功能材料河南省重点实验室,郑州,450052)
摘要: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.
关键词:铝矾土; β-SiAlON; 铝-硅复合还原剂; 还原氮化反应;
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