AlON—AlN粒状复合材料的烧结性能,显微结构和机械性能

本文评价了在Al_2O_3和AlN粉末中加入少量的Y_2O_3置于1650℃～1900℃的1个大气压的N_2气中,用形成的烧结块所制备的粒状复合材料的显微结构和机械性能。用X射线衍射测定出氮氧化铝(AlON-5AlN·9Al_2O_3)、27R AlN假多型体和AlN是烧结材料中的主要物相。随着Al_2O_3含量的增加,在可比烧结条件下烧结体积密度也随之增加。AlON基质材料的烧结体积密度在1750℃时显示出最大值,而AlN基质材料的烧结密度随着烧结温度的增高而降低。在1850℃以上,主要由AlN与Al_2O_3的反应和Y_2O_3的协助而形成液相。AlON基质材料的致密化主要受所形成的液相和AlON晶粒生长的控制。在AlN基质材料中,在1650℃时形成液相,并随着烧结温度达到1900℃,只有少量的AlN晶粒生长。在烧结期间加入5mol％ Al_2O_3,在AlN晶粒边界析出AlON次生相。含分散的AlN颗粒的AlON材料在室温下的弯曲强度与断裂韧性高于AlON。含50mol％和64.3mol％Al_2O_3材料的高温弯曲强度,在1000℃时可分别稳定到～290MPa和420MPa,而在1200℃时则急剧下降。含5mol％和30mol％ Al_2O_3材料的弯曲强度,在1000℃时同室温值相比增长了～14％,但在1200℃又降到了室温值。