等离子体辅助球磨活化对Al₂O₃+C合成AlN固-固反应的影响机制

戴乐阳^1,2，郭学平^1,2，闫锦^1,2，张宝剑¹，刘志杰³，王文春³

1. 集美大学轮机工程学院福建省船舶与海洋工程重点实验室2. 船机检测与再制造福建省高校工程研究中心3. 大连理工大学材料改性教育部重点实验室

摘 要：利用介质阻挡放电等离子体辅助球磨和普通球磨分别对Al₂O₃+C混合物料进行活化,研究等离子体辅助球磨活化后Al₂O₃+C合成AlN的碳热还原反应机制。结果表明,等离子体辅助球磨30h的Al₂O₃+C,在N2气氛中1 400℃下保温4h,Al₂O₃即可全部转化为AlN,Al₂O₃+C的碳热还原反应符合固-固反应机制。相对于球磨活化单一的Al₂O₃粉末,等离子体辅助球磨Al₂O₃+C混合粉末可以缩短10h的球磨活化时间,这主要是由于在等离子体与球磨的协同作用下,有利于Al₂O₃与C形成适于固-固反应的均匀互溶的精细复合结构,使得反应扩散通道增加,平均扩散路径缩短,这在动力学方面大大促进了Al₂O₃+C的碳热还原反应,并促使反应按照固-固机制进行。

关键词：Al2O3+C;等离子体辅助球磨;复合结构;固-固反应;AlN;