（材料学专业论文）铝热还原氮化微晶白云母的高温物相演变.pdf

摘 要 i 铝热还原氮化微晶白云母的高温物相演变铝热还原氮化微晶白云母的高温物相演变 作者简介：姓名：陈宣任，性别：男，1984 年 7 月出生，师从成都理工大 学陈善华教授，2010 年 6 月毕业于成都理工大学材料学专业，获得工学硕士学 位。 摘摘 要要 本论文研究了川西微晶白云母在铝热还原氮化过程中不同煅烧温度下的物 相演变。同时，还研究了不同铝粉添加量条件下铝热还原氮化反应所制样品相变 产物组成及含量的影响。利用 xrd、sem 和能谱等测试分析技术对试样的物相 组成、微观形貌和微区元素组成进行测试、表征，结果表明： 1350 到 1450 之间，试样的物相主要为刚玉和 sialon 相。铝粉用量为 25(wt.%) 和 35(wt.%) 的试样，其相变产物中的 sialon 相为 -sialon；铝粉用量 45(wt.%) 的试样，其相变产物中的 sialon 相为 -sialon 和 aln 多形体 si-al-o-n。 1550 煅烧条件下试样的物相主要为刚玉、alon 和 sialon 相。铝粉用量 25(wt.%) 和 35(wt.%) 的试样，其相变产物中的 sialon 相为 -sialon；铝粉用量 45(wt.%) 的试样，其相变产物中的 sialon 相主要是 aln 多形体、si3al7o3n9 和 sial8o2n8。 煅烧温度和铝粉添加量对相变产物中 -sialon 的 z 值有明显的影响。 固定试 样中铝粉添加量为 25(wt.%)，随煅烧温度从 1350 升到 1450 再到 1550， -sialon 的 z 值分别为：2.3126、2.5455、2.8325。铝粉添加量为 35(wt.%) 时， 随煅烧温度从 1350 升高到 1450 再到 1550，-sialon 的 z 值分别为 2.8659、3.1654、3.3041。铝粉添加量为 45(wt.%) 时，随着温度从 1350 升高 到 1450，-sialon 的 z 值从 3.8387 变为 4.1243，而当煅烧温度为 1550 时 -sialon 相已转变为 aln 多形体。1350 条件下，随试样中铝粉添加量从 25(wt.%) 增加到 35 (wt %)，再到 45(wt.%)，-sialon 的 z 值分别为：2.3126、 2.8659、3.3041。在温度为 1450 时，随试样中铝粉添加量从 25(wt.%) 增加到 35(wt.%)，再到 45(wt.%)，-sialon 的 z 值分别为：2.5455、3.1654、到 3.8387。 在温度 1550 下， 随着试样中铝粉添加量从 25(wt.%) 增加到 35(wt.%)， -sialon 的 z 值从 2.8325 增长到 3.3041，而当铝粉添加量为 45(wt.%) 时 -sialon 相已 转变为 aln 多形体。这表明随着煅烧温度和铝粉添加量的增加，铝热还原氮化 微晶白云母相变产物中 -sialon 的 si 和 n 原子被更多 al 和 o 原子所置换。 成都理工大学硕士学位论文 ii 铝热还原氮化反应工艺的煅烧温度和铝粉添加量对微晶白云母相变产物组 成和含量有显著影响。铝粉添加量为 25(wt.%) 的试样随煅烧温度从 1350 升 高到 1450，产物中 -sialon 和刚玉相含量减少；继续升高到 1550，产物中 -sialon 含量减少，刚玉含量增加。铝粉添加量为 35(wt.%) 的试样随煅烧温度 从 1350 升高到 1450，产物中 -sialon 含量增长，刚玉含量降低；继续升 高到 1550， 产物中 -sialon 含量减少， 刚玉含量增长。 铝粉添加量为 45(wt.%) 的试样随煅烧温度从 1350 升高到 1450，产物中 -sialon、刚玉和 aln 多 形体 si-al-o-n 的晶体发育更加完整；温度继续升高到 1550，-sialon、刚玉 和 si-al-o-n 相完全消失，si3al7o3n9 和 sial8o2n8 相大量出现。三个不同铝粉 添加量所制试样中 35(wt.%) 铝粉用量的试样中 -sialon 含量最高，这表明适量 的铝粉加入量有利于 -sialon 的产生。但当试样中铝粉添加量增加到 45(wt.%) 时，过量的铝粉会促使 -sialon 向 aln 多形体转变。 关键词： 微晶白云母 铝热氮化还原 高温相变 刚玉-sialon abstract iii phase transformations in the process of aluminothermic reduction and nitridation reaction of micro-crystal muscovites at high temperture introduction of the author: chen xuanren, male, was born in july, 1984 whose tutor was professor chen shanhua. he graduated from chengdu university of technology in mineral materials major and was granted the master degree in june, 2010. abstract in this paper, the transformation mechanism of the aluminothermic reduction proc int syrup, 3rd, 1989：622-630 37 杨建，薛向欣，王文忠sialon 基陶瓷制备方法综述j材料导报，2001，15(5)：23-25 38 丘克辉，张其春，曹爱红.高龄石形成赛隆过程初探j矿物学报，1996，16(3)：57-79 39 霍星利用粉煤灰等固体废弃物制取赛隆的研究d辽宁：大连理工大学，2007 40 刘仲毅天然 al2o3-sio2系原料碳热还原氮化过程中的相变特征及影响因素d河南： 郑州大学，2003 41 徐利华， 连芳， 薛向欣， 毕松梅， 等 非金属矿资源转型赛隆陶瓷材料的产业化技术j 稀 有金属材料与工程，2007，36(2)：351-354 42 李文超，文洪杰，杜雪岩新型耐火材料理论基础近代陶瓷复合材料的物理化学设计 m地质出版社，2001 43 王林江，吴大清-sialon 合成研究进展j硅酸盐通报，2004，3：64-67 44 毕玉保，徐利华，徐斌，等利用海洋沙砾制备 o- sialon 的工艺研究j稀有金属材 料与工程，2007，36（增刊 1） ：292294 45 都兴红，张广荣， 隋智通sialon 陶瓷的合成和应用j中国陶瓷，1997，33(4)：39-42 46 王笑一，彭达岩，文洪杰.赛隆结合刚玉复相材料的研究进展及应用现状j耐火材料， 2005，39(3)：199-202 47 li n,wu y. sintering, mircrostructure and alkali-resistance of the materials in al2o3-si3n4 system.proceeding of un itecr95, kyoto, japan, 1995:371-378 48 albano m p, scian a n. mullite/sialon/alumina composition by infiltration processingj am ceram soc, 1997, 80(1):117-124. 49 都兴红， 张广荣， 张伟民等 siaion 结合刚玉耐火材料的制备j 耐火材料， 1997， 31(5)： 275-278 50 石玉敏-siaion 粉体的合成中试及 siaion 结合 sic、刚玉耐火材料的研究d辽宁： 东北大学，2000：16-20 51 侯新梅， 钟香崇 铝热还原氮化合成矾土基 -siaion 的反应过程 耐火材料， 2004， 38(4)： 230233 52 张立明， 禄向阳 -siaion 结合刚玉材料性能的研究j 耐火材料， 2001， 35 (1)： 11-13 53 ekstrom t, kall, p.o, nygren m, olsson, p.o.dense single-phase -sialon ceramics by glass-encapsulated hot isostatic pressingjj mater sci, 1989, 24,1853-1858 参考文献 37 54 zheng jie, forslund bertil. carbothermal prep