β‘—Sialon—AlN多型体陶瓷研究

在Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统中，研究了β－Ｓｉａｌｏｎ－１２Ｈ ＡｌＮ多型体自补强复相陶瓷、利用气压吉工艺制备了致密的β－Ｓｉａｌｏｎ－１２Ｈ ＡｌＮ多型体材料，研究结果表明，材料的主晶相是β－Ｓｉａｌｏｎ－１２Ｈ ＡｌＮ多型体，晶界由含Ｌａ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ的玻璃相和微量的结晶相组成。     

工艺因素对复相Sialon陶瓷相组成和显微结构影响

在（Ｙ．Ｓｍ）－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统的α－Ｓｉａｌｏｎ与β－Ｓｉａｌｏｎ共存相区内，选择α／β－Ｓｉａｌｏｎ比为３：７组成对对象，采用无压烧结工艺，制备复相Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料，研究工艺因素对材料最终相组成和显微结构影响，指出制备工艺控制是获得符合设计要求材料的重要环节。     

Dy α-β Sialon 陶瓷的制备与相变研究

在Ｄｙ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统相关系的研究基础上，设计了以ＤｙＡＧ和Ｍ’相作为晶界相的单相α－Ｓｉａｌｏｎ和β－Ｓｉａｌｏｎ以及复相α－β－Ｓｉａｌｏｎ材料。研究了它们的致密化行为，热处理过程中的α′→β′相变机制以及力学性能。结果表明：可以制备出以ＤｙＡＧ和Ｍ’本作为晶界相的单相α－Ｓｉａｌｏｎ和β－Ｓｉａｌｏｎ以及复相α－β－Ｓｉａｌｏｎ材料。作为绕结助剂，ＤｙＡＧ比Ｍ’更能有效地促进致密化。     

(Ca,Mg)-α-Sialon的致密化,形成特性和显微结构

利用热压工艺制备了组份为（Ｃａ,Ｍｇ）ｘＳｉ１２－３ｘＡｌ３ｘＯｘＮ１６－ｘ（ｘ＝０．３、０．６、１．０和１．４）的（Ｃａ,Ｍｇ）－α－Ｓｉａｌｏｎ。研究结果发现,当ｘ≥１．０时,材料的主晶相为α－Ｓｉａｌｏｎ和含Ｍｇ的ＡｌＮＡ多型体。多型体的含量随ｘ值的增加而变大。以复合添加剂取代单一添加剂,不仅改善了α－Ａｉａｌｏｎ的烧结性能,ＴＥＭ和ＥＤＡＸ的结果还进一步表明添加的Ｃａ＾＋＋离子进入α－Ｓｉ     

在热处理过程中α－β－Sialon的相变

Ｓｉａｌｏｎ陶瓷在热处理过程中经常发生α－Ｓｉａｌｏｎ→β－Ｓｉａｌｏｎ的相变．晶界中液相的结晶化是导致热处理时α－Ｓｉａｌｏｎ→β－Ｓｉａｌｏｎ相变的原因．这种相交的程度随组份中液相量增加而变大，而且与稀土元素的原子序数有关．对于轻稀土的α－Ｓｉａｌｏｎ材料，这种相变更易发生．本文依据Ｌｎ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统的相关系和α－Ｓｉａｌｏｎ的形成特性对α－Ｓｉａｌｏｎ→β－Ｓｉａｌｏｎ相变的机理作了探讨．     

不同稀土元素对α-Sialon-AlN-多型体复相陶瓷生成动力学的影响

研究了以Ｙ,Ｓｍ以及复合稀土Ｙ＋Ｓｍ分别作为α－Ｓｉａｌｏｎ的形成离子,组份为 ９０ｗｔ％ α－Ｓｉａｌｏｎ（ｍ＝ １,ｎ＝ １７）＋１０ｗｔ％１２Ｈ的样品在 １４５０～１８００℃热压条件下的致密化和反 应过程．结果表明,添加Ｙ_２Ｏ_３＋Ｓｍ_２Ｏ_３复合稀土对致密化最有利,不同的稀土元素对反应过 程有较大的影响,即在 Ｓｍ－组份中 α－Ｓｉ_３Ｎ_４很快消失, α－Ｓｉａｌｏｎ与 ＡＩＮ－多型体同时形成而 Ｙ－ 组份中α－Ｓｉ_３Ｎ₄消失较慢,α－Ｓｉａｌｏｎ的形成受到ＡｌＮ一多型体的抑制．     

α-SiAlON/SiCnp复合材料在室温和高温下的显微结构与力学性能

本文采用机械混合Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，Ｄｙ２Ｏ３和纳米β－ＳｉＣ粉料，通过热压烧结，制备了１０ｗｔ％纳米ＳｉＣ颗粒增强α－ＳｉＡｌＯＮ复合材料。力学性能测试表明，在室温时复合材料的维氏硬度，压痕断裂韧性和三点弯曲强度比单相α－ＳｉＡｌＯＮ略高。但复合材料的三点弯曲强度可以保持到１０００℃，其值为这时单相α－ＳｉＡｌＯＮ的两倍。断口形貌表明复合材料的晶粒尺寸比单相α－ＳｉＡｌＯＮ的小，这两种材料的室温断裂方式均以穿晶断裂为主。研究表明，低粘度的玻璃相是造成单相α－ＳｉＡｌＯＮ高温性能下降的主要原因，而纳米ＳｉＣ的加入可以促使晶界相结晶，从而使复合材料的高温性能维持到较高的温度。     

α—SiAlON／SiCnp复合材料在室温和高温下的显微结构与力学性能

本文采用机械混合Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，Ｄｙ２Ｏ３和纳米β－ＳｉＣ粉料，通过热压烧结，制备了１０ｗｔ％纳米ＳｉＣ颗粒增强，α－ＳｉＡｌＯＮ复合材料，力学性能测试表明，在室温时复合材料的维氏硬度，压痕断裂韧性和三点弯曲强度比单相α－ＳｉＡｌＯＮ略高，但复合材料的三点弯曲强度可以保持到１０００℃，其值为时单相α－ＳｉＡｌＯＮ的两倍，断口形貌表明复合材料的晶粒尺寸比单相α－ＳｉＡｌＯＮ的小，这两     

Si3N4原料对形成长颗粒 Ca-α-Sialon晶粒形貌的影响

针对固定组份的Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ系统Ｃａ１.８Ｓｉ６.６Ａl５．４Ｏ１．８Ｎ1４．２）,选用不同α／β比值的Ｓｉ３Ｎ４原料考察了无压烧结所得材料的致密化、反应过程及显微结构的异同．结果表明,由两种不同α／β比值的Ｓｉ３Ｎ４原料制备的材料,其α－Ｓｉａｌｏｎ晶粒均具有长颗粒的形貌．但高β相含量的Ｓｉ３Ｎ４原料会阻碍Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ材料的致密化,β－Ｓｉ３Ｎ４相完全消失的温度也比α－Ｓｉ３Ｎ４提高了１００℃．原料中β相含量废越高,提供给α－Ｓｉａｌｏｎ生长的核心数越少,α－Ｓｉａｌｏｎ晶粒越粗大,而且高β相Ｓｉ３Ｎ４原料中宽的粒径分布导致所得α－Ｓｉａｌｏｎ晶粒尺寸的不均匀．     

氮气压力和稀释剂对燃烧合成β-Sialon的影响

以Ｓｉ，Ａｌ，Ａｌ２Ｏ３和Ｓｉ４Ｎ４粉末为原料，采用燃烧合成工艺在高氮气压力下制备了单相β－Ｓｉａｌｏｎ粉末；并详细讨论了氮气压力和稀释剂的量对燃烧产物的相组成和显微结构的影响。     

Y-α/β-sialon的气压烧结

研究了Ｓｉ３Ｎ４粉末粒度分析发现相组成,ＡｌＮ粉末的粒度及分阶段烧工艺对气压烧结α／βｓｉａｌｏｎ的致密化,产物相组成和力学性能的影响,采用三阶段保温烧结（１７００℃,１ｈ,１８００℃,１ｈ及１９５０℃,１５ｈ）减少了Ｓｉ３Ｎ４与液相在高温反应促进了材料致密,适当的烧结工艺下及用适当的埋粉,细ＡｌＮ原料有利于材料致密。细Ｓｉ３Ｎ４原料（０．３μｍ）中氧杂质增加导致复合材料中α－ｓｉａｌｏｎｓ相减少     

β-Sialon-Nd-黄长石固溶体材料的生成和氧化行为

研究了在β１０－Ｓｉａｌｏｎ（Ｓｉ５．２３Ａｌ０．７７Ｏ０．７７Ｎ７．２３）中加入７．２６ｗｔ％Ｎｄ－黄长石固溶体（Ｎｄ２Ｓｉ２ＡｌＯ４Ｎ３）组份的反应过程和致密化行为，烧结过程中，稀土元素先进入α－Ｓｉａｌｏｎ，随温度的升高，稀土元素存在于晶界玻璃相中，并在退火过程中以黄长石相析出。对热压及经退火处理的样品，研究了其在１０００￣１４００℃的氧化行为。１０００℃氧化时，作为晶界相的黄长石固溶体并不     

Ca-α-Sialon的形成特性和显微结构的研究

由热压工艺制备了组份为Ｃａ_ｘＳｉ_{１２－３ｘ}Ａｌ_３ｘＯ_ｘＮ_１６－ｘ（０．３≤ｘ≤２．０）的Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ陶瓷。本文报道了它的反应过程、相组成、晶胞参数随组份的变化和显微结构的研究结果．研究结果表明,当ｘ≥１．０时,制备的Ｃａ－α’样品的物相由α－Ｓｉａｌｏｎ和ＡＩＮ多型体２１Ｒ组成,其中２１Ｒ的含量随ｘ值的增加而变大．ＴＥＭ的观察结果与物相分析相符,并进一步揭示了在Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ样品中长颗粒形貌的α－Ｓｉａｌｏｎ的存在．     

助烧剂对热压Si3N4基陶瓷组织结构的影响

用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＥＭ分析了用Ｙ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３及Ｙ２Ｏ３＋ＡｌＮ做助烧剂的两种热压Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷的组织结构，用ＥＤＸＡ分析了Ｓｉ，Ａｌ，Ｙ等元素的含量。结果表明，两种Ｓｉ３Ｎ４都是由长柱状β相组成；     

O′-Sialon-BN复相陶瓷材料合成的热力学分析及实验验证

利用拟抛物面规则较为系统地预报了β′－Ｓｉａｌｏｎ， Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ；Ｘ－Ｓｉａｌｏｎ， Ｓｉａｌｏｎ多型体，以及 Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ等化合物标准 Ｇｉｂｂｓ自由能与温度的关系式，并在此基础上，对 Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ－ＢＮ复相陶瓷材料合成进行了有关热力学分析和实验验证     

Si＿3N＿4－Al＿2O＿3－ZrO＿2系陶瓷表面氧化层组成的EPMA分析

利用ＥＰＭＡ和ＸＲＤ的分析方法，研究了Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层组成。结果表明，Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层是由方石英相、ＺｒＳｉＯ＿４相和含有Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的ＳｉＯ＿２玻璃相所组成，其中ＳｉＯ＿２玻璃相中Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的含量，随着氧化时间的增加而逐渐增加。     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的氧化行为

经研究致密的ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷的氧化行为后发现，陶瓷材料的表面在空气中氧化的反应物随着温度的高低而变化．８００℃、２０ｈ氧化试验后，试样表面无任何变化，１１００℃氧化．２０ｈ，表面形成了极少量的ＳｉＯ２，但两者均无增重．１２５０℃与１３２０℃氧化３０ｈ后，试样的重量和表面发生较明显的变化，形成了ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３，１３７０℃氧化试验３０ｈ后，陶瓷表面的氧化产物ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３转化成莫来石（３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２）结构．试样表面的氧化层均匀而且致密．     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的制备与性能

通过热压烧结技术，ＳｉＣ、ＡｌＮ和Ｙ２Ｏ３粉末混合作在１９２０～２０５０℃、Ａｒ气氛下形成了致密的复相陶瓷．在室温下ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到６００ＭＰａ和７ＭＰａ·ｍ１／２以上运用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析致密样品的断裂裂纹、形貌和组成．ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷在１３７０℃氧化试验３０ｈ，其氧化产物为莫来石．     

AIN-多型体对形成长颗粒α-Sialon的影响

通过ＳＥＭ、ＥＤＳ等方法,研究了添加不同含量ＡｌＮ－多型体对（Ｙ＋Ｓｍ）－α－Ｓ晶粒形貌的影响。结果表明,随ＡｌＮ－多型体添加量增多,材料中长颗粒α－Ｓｉａｌｏｎ的数量增加。     

O′-Sialon-BN复合材料在钢液中的侵蚀机理

研究了Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ－ＢＮ复合材料在钢液中侵蚀的热力学和动力学过程,结果表明,Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ－ＢＮ侵蚀的主要原因是钢液中的［Ｍｎ］与试样晶粒间少量玻璃相中的ＳｉＯ_２发生化学反应生成ＭｎＯ－ＳｉＯ＿２－Ａｌ＿２Ｏ＿３低熔点渣相并溶解;同时,钢液中的［Ｏ］与试样中的Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ反应生成ＳｉＯ＿２和Ａｌ＿２Ｏ＿３,产物 ＳｉＯ＿２又被钢液侵蚀掉;但 ＢＮ不易与钢液反应．因此,ＢＮ晶粒在侵蚀层内壁聚集,逐渐形成较厚的扩散层．阻碍了试样在钢液中侵蚀反应的进行．Ｏ′－Ｓｉａｌｏｎ－ＢＮ复合材料抗钢液侵蚀的动力学分为两段控制：前期由界面化学反应控制,后期由扩散控制,由此分别得出相应的侵蚀速度方程