高嶺石-PMMA插層復(fù)合物合成β-Sialon及Si3N4-Al2O3梯度材料制備.pdf

1、本文在二甲基亞砜插層、十二烷基胺置換的基礎(chǔ)上,制備高嶺石/甲基丙烯酸甲酯插層復(fù)合物,進(jìn)而通過(guò)原位聚合的方法制備高嶺石-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)插層復(fù)合物。以高嶺石/PMMA插層復(fù)合物為原料,采用原位碳化、碳熱還原氮化反應(yīng),合成了β-Sialon。研究了β-Sialon的燒結(jié)行為。以β-Sialon作為梯度連接介質(zhì)采用梯度成型和微波燒結(jié)的方法制備Si3N4-Al2O3梯度材料。
　　主要取得以下成果:
　　1)當(dāng)二甲基亞砜

2、(DMSO)進(jìn)入高嶺石層間后,層間距由0.72nm變?yōu)?.14nm,插層率為97％。高嶺石/十二烷基胺插層復(fù)合物中,高嶺石的d001值擴(kuò)大為3.53nm,插層率為72%,復(fù)合物在220℃是穩(wěn)定的。高嶺石/聚甲基丙烯酸甲酯插層復(fù)合物在300℃是穩(wěn)定。
　　2)以高嶺石/PMMA為前驅(qū)體合成β-Sialon的最佳反應(yīng)條件為1400℃保溫6小時(shí),500ml/minN2流量。其燒結(jié)產(chǎn)物的體積密度達(dá)到2.9g/cm3,相對(duì)密度91%,顯微硬

3、度分別為1539 Hv/GPa0.5。
　　3)在粉末疊層基礎(chǔ)上于1550℃,保溫30min微波燒結(jié)制備了β-Sialon基Si3N4-Al2O3梯度連接材料。制備的Si3N4-Al2O3梯度材料試樣梯度成分分布均勻,表面氣孔少,晶粒之間排列緊密,結(jié)構(gòu)均勻。試樣密度為2.8-3.6 g/cm3,相對(duì)密度89%~94%,試樣梯度各層的顯微硬度在1043-1475Hv0.5/Gpa之間,試樣的熱膨脹系數(shù)由Al2O3端的7.8×10-6