γ-AlON透明陶瓷的粉末制備及其密實化研究.pdf

1、尖晶石型氧氮化鋁(γ-AlON)是Al2O3-AIN二元體系中重要的一類單相固溶體陶瓷。它具有優(yōu)良的光學(xué)、力學(xué)和物理化學(xué)性能，因此成為頗具潛力的新型陶瓷材料。 本論文分析了合成γ-AlON的熱力學(xué)條件，并采用一種新的快速合成工藝以不同摩爾比的AlN和Al2O3為原料合成了微細(xì)、均勻、較易破碎的單相γ-AlON透明陶瓷粉末。系統(tǒng)地研究了該方法的合成工藝如合成時間、保溫溫度、升溫速率以及氣氛壓力等對粉末特性的影響，得出了最佳合成工藝

2、是合成溫度為1700℃，保溫時間為10 min，氮氣氣氛壓力為0.5bar，升溫速率為100℃/min，并且擬合出了γ-AlON的晶格常數(shù)與氮含量的關(guān)系以及分析了該合成過程的動力學(xué)特征，計算出了其激活能Q=221.49KJ/mol。 另外，探索了運用快速合成工藝碳熱氮化還原Al2O3合成γ-AlON粉末。采用兩步法的實驗過程：先得到了Al2O3和AlN的混合物，然后將氮化還原后得到的Al2O3和AIN混合物經(jīng)除碳后直接合成γ-A

3、lON。結(jié)果顯示該方法在碳熱還原合成γ-AlON具有很大的潛力。 快速合成的γ-AlON粉末，采用無壓燒結(jié)法研究了燒結(jié)溫度和保溫時間對材料性能的影響，結(jié)果表明合適的燒結(jié)溫度為1950℃，燒結(jié)體的性能隨保溫時間的延長逐步提高。該粉末在1950℃、10h下燒結(jié)制備出了具有一定機(jī)械和光學(xué)性能的γ-AlON透明陶瓷，微觀結(jié)構(gòu)分析顯示該條件下燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)致密、顆粒大小分布均勻、無第二相存在，說明該粉術(shù)具有較高的燒結(jié)活性并可以用于制備性能優(yōu)