γalon透明陶瓷的粉末制备及其密实化研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要尖晶石型氧氮化铝(Y-A10N)是舢203-AIN--_．元体系中重要的一类单相固溶体陶瓷。它具有优良的光学、力学和物理化学性能，因此成为颇具潜力的新型陶瓷材料。本论文分析了合成3'-AION的热力学条件，并采用一种新的快速合成工艺以不同摩尔比的AIN和A1203为原料合成了微细、均匀、较易破碎的单相丫．AION透明陶瓷粉末。系统地研究了该方法的合成工艺如合成时间、保温温度、升温速率以及气氛压力等对粉末特性的影响，得出了最佳合成工艺是合成温度为1700℃，保温时间为10min，氮气气氛压力为0．5bar，升温速率为100"C／min，并且拟合出T3'-

2、AION的晶格常数与氮含量的关系以及分析了该合成过程的动力学特征，计算出了其激活能Q=221．49KJ／tool。另外，探索了运用快速合成工艺碳热氮化还原A1203合成3'-A10N粉末。采用两步法的实验过程：先得到了～203和AIN的混合物，然后将氮化还原后得到的舢203和～N混合物经除碳后直接合成^r．A10N。结果显示该方法在碳热还原合成3'-AION具有很大的潜力。快速合成的丫．AION粉末，采用无压烧结法研究了烧结温度和保温时间对材料性能的影响，结果表明合适的烧结温度为1950℃，烧结体的性能随保温时间的延长逐步提高。该粉末在1950℃、10h下烧结制备出了具有一定机械

3、和光学性能的Y．AION透明陶瓷，微观结构分析显示该条件下烧结体的结构致密、颗粒大小分布均匀、无第二相存在，说明该粉术具有较高的烧结活性并可以用于制备性能优异的Y．AION透明陶瓷。关键词：3'-AION粉末；快速合成法；碳热还原氮化；无压烧结；性能武汉理工大学硕士学位论文AbstractAluminiumoxynitride0—舢ON)withspinel—structureisastablesolidstateceramicsintheA1203-A1Nsystem．y-A10Nhasbecomeanewandpotentialmaterial，becauseofitsgoo

4、doptical，mechanicalandphysicalchemicalproperties．Inthispapertheresultsoftheinvestigationofthethermodynamicpropertiesof，l,-AIONispresented．Fineandhomogeneoustransparent7-AIONceramicpowderswithdifferentmoleratioofA1203andAINweresynthesizedbyanewrapidsynthesisprocessing,whichiseasytobecrashed．Th

5、erelationshipsbetweenpropertiesofsynthesizedpowderandsynthesisprocessparameterswerestudied．Theoptimalsynthesisparameteris1700"Cfor10minwith1004C／mininN2atmosphere(o．5bar)．Westudiedtherelationshipof7-AIONbetweennitrogencontentanditslatticeparameter．KineticAnalysisforformationof7-AIONsolid-solu

6、tionhasbeendoneandactivationenergyQforsolidsolutionformationbyarapidsynthesisprocessingwerecalculatedas221．94KJ／m01．Carbothermalnitridationsynthesisof7-AIONpowdershasbeenperformedbythisrapidsynthesismethod．WegainedthemixtureofAINandA1203．Thenwesynthesizedthe7-A10Nwiththemixturepowderwhichhasr

7、emovedcarbon．Fromtheresults，wethinkthatitwillbeapotentialmethod．Theeffectofsinteringtemperatureandsoakingtimebythepressurelesssinteringofthesynthesized7-AIONpowderwasresearched．Wecanknowthatsinteringtemperatureis1950。Candsoakingtimeismorethan