节点文献

机械活化辅助合成β-Sialon粉体

【作者】 张东睿

【导师】 叶国田;

【作者基本信息】 郑州大学 , 材料学, 2009, 硕士

【摘要】 本论文以铝粉、硅粉、三水铝石粉为原料,通过高能球磨对混合原料进行不同时间的机械活化,再分别采用普通氮化和微波氮化两种方法合成β-Sialon粉体,降低了β-Sialon的合成温度。机械活化辅助普通氮化合成β-Sialon,机械活化≥10h的试样在1300℃保温5h后反应完毕合成β-Sialon,而未经机械活化的试样在1400℃保温5h后才完全生成β-Sialon,即机械活化辅助普通氮化将β-Sialon的合成温度降低了100℃。机械活化辅助微波氮化合成β-Sialon,机械活化≥6h的试样在900℃保温2h后有部分β-Sialon生成;1000℃保温2h后,机械活化20h的试样合成较纯的β-Sialon;未经机械活化的试样于1200℃保温2h后合成β-Sialon反应完毕。和未经机械活化的试样相比,经过机械活化的试样开始生成β-Sialon的温度降低了100℃,完全生成β-Sialon的温度降低了200℃。XRD研究表明,机械活化造成混合原料中三水铝石从晶态向无定形态转变,机械活化20h后,混合原料中的三水铝石完全变为无定形态。BET比表面积研究表明,机械活化增加了混合原料的比表面积,机械活化20h后,混合原料的比表面积由最初的2.74m~2/g增至9.56m~2/g。SEM、EDS研究表明,机械细化了混合原料,使铝、硅、三水铝石在亚微米级别上混合均匀。TG-DSC研究表明,机械活化降低了三水铝石的分解温度,加快了混合原料的反应速率;机械活化20h后,混合原料中三水铝石在290℃脱水吸热谷完全消失,从30℃便开始脱水失重;相同的升温速率下,未经机械活化试样的最终增重率为-7.35%,机械活化20h试样的最终增重率为4.35%。这些现象共同作用提高了混合原料的反应活性,加快了氮化速率,使其在较低温度下就开始氮化反应,从而降低了β-Sialon的合成温度。

【Abstract】 In this study,a powder mixture of gibbsite,Al and Si for synthesis ofβ-Sialon was ground in a vibration ball mill in air atmosphere for varying periods,and then heated in nitrogen atmosphere in MoSi2 furnace and microwave furnace respectively.The results revealed that mechanical activation at ambient temperature resulted in an enhanced nitridation reactivity of mixed powders at high temperatures.After heating in MoSi2 furnace,monolithicβ-Sialon was formed at 1300℃from the powders milled for 10 h whereas the synthesis ofβ-Sialon from unmilled mixture completed at 1400℃.For samples treated in microwave furnace,the nitridation reaction was also accelerated by mechanical activation.In comparison with powder mixtures without milling,the onset formation temperature ofβ-Sialon was decreased by 100℃and the complete formation temperature by 200℃.For samples milled more than 6 h,β-Sialon began to form at 900℃.For samples milled 20 h,β-Sialon was mainly produced at 1000℃.According to the experimental results,mechanical activation turned gibbsite from crystalline to amorphous,reduced the decomposition temperature of gibbsite,increased the surface area which associated with particle-size reduction and raised uniform distribution of Al,O,Si elements in sub-micron range,which contribute to the enhanced reactivity of reactants.

【关键词】 机械活化β-Sialon合成温度
【Key words】 mechanical activationβ-Sialonformation temperature
  • 【网络出版投稿人】 郑州大学
  • 【网络出版年期】2012年 02期
  • 【分类号】O611.3
  • 【下载频次】51
节点文献中: 

本文链接的文献网络图示:

本文的引文网络