利用电厂粉煤灰合成的β-Sialon的结构和形貌分析-论文.pdf

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1、第33卷第3期硅酸盐通报Vo1．33No．32014年3月BULLETIN0FTHECHINESECEltAMICSOCIEFYMarch．2014利用电厂粉煤灰合成的-Sialon的结构和形貌分析王平阳，余江龙一，张静，赵欢，徐静，韩艳娜，付艳羽(1．沈阳航空航天大学材料科学与工程学院，沈阳110136；2．辽宁科技大学化学工程学院，鞍山114051)摘要：以粉煤灰和石墨为原料，采用碳热还原氮化法在一定的工艺条件下合成出不同结构形式的B—Sialon材料。以XRD，SEM，EDS等手段，研究了碳含量，合成温度

2、，保温时间等工艺参数对合成产物中13-Sialon中值的影响，并分析了p—Sialon的形成过程。研究结果表明，当试样中碳过量50％，在1420℃下保温4h以上，p—Sialon相均以siAIO：N(。=2)和si，A1O，N(=3)共同存在，保温时间的延长导致了siA1ON的相对含量增加，si，A1ON有所减少；当试样中碳过量10％，并在1420℃保温6h时，合成样品中p—Sialon相的主要存在形式为SiAION(=1)；当碳过量50％，在1400oC和1450℃下保温6h时，以』i种值的p—Sialon相

3、町共同形成。p—Sialon的微观形貌以杆状晶须为主，其在反应初期主要为串珠状晶须，随着氮化反应的进行，B—Sialon杆状晶须逐渐形成，其主要相组成为Si4A1，O2N和SiAl3ON。关键词：粉煤灰；3-Sialon；分子结构；碳热还原氮化法；显微形貌中图分类号：TD98文献标识码：A文章编号：1001—1625(2014)03-0536-06StudyontheStructureandMorphologyofI3；-SialonSynthesizedUsingFlyAshfromPowerPlantWAN

4、G一yang，YUJiang—long一，ZHANGJing，ZHAOHuan‘，XUJing，HANYah—lla，FUYah—yu(1．SchoolofMaterialScieneeandEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，ShenyangI10136，China；2．SchoolotChemicalEngineeringandl'echnology，UniversityofScienceandTechnologyLiaoning，Anshan11405l，Chi

5、na)Abstract：B—Sialonwithvariousmolecularstructuresweresynthesizedfromflyashandgraphiteunderappropriatetechnologicalconditionsbycarbothermalreductionnitridation．Theeffectsofcarboncontent，reactiontemperatureandreactiontimeonthezvalueofsynthesisB—Sialonwereanal

6、ysisbyXRD，SEM，EDStechniques．Moreover，theformationprocessof13一Sialonwasstudied．Theresultsproved，whenthesampleswith50％excesscarboncontentwereheatingat1420℃forover4h．themolecularstructuralformulasofB—SialOilwereSi4A1202N6(=2)andSi3A13O3N5(z=3)．Whiletheproductsp

7、reparedat1420℃，theincreasingreactiontimeresultedinhighrelativecontentofSi4A1202N6phaseandlessSA13O3N5phase．Whenthesamplewithexcess10％carboncontentwereheatingat1420oCfor6h，themaincrystalphaseofthesynthesisproductswasSi5AION7(z=1)．Whilethesampleswith50％excessc

8、arboncontentwereheatingat1400℃and1450for6h．theabovethreemolecularstructuralformulasofp—Sialoncanbefoundintheproducts．Themainmorphologyofp—Sialonwasrod—likewhisker．Duringtheinitialgrowthstage，bea