AlON陶瓷材料结构、性质及应用.pdfVIP

MfHU0cA『Lf40／耐火材料20D3，37f3J 773一T76 开发与应用 AlON陶瓷材料的结构、性质及应用 口云斯宁1’蒋明学1’李勇2’刘建龙3’唐仕英1’王黎1’ 1)西安建筑科技大学材料学院西安710055 2)洛阳耐火材料集团有限责任公司 3)金m舟司第一冶炼厂 摘要综述了A10N(阿隆)陶瓷材料的结构、性质、合成 潜在的、具有广泛应用前景的氧氮化铝材料，后来简称A10N。 覆应用情况。认为AloN陶瓷自身优异的性能特点决定了 它无论作为功能材料连是作为姥构材料，鄯具有广泛的应用 体结构为立方面心格子结构。AloN也可看成是A1N和 潜能；同时指出，虽然目前A10N陶瓷的研究已经取得了很 大的进步，但还需对其形成熟力学过程、烧结机理、刺备工艺 (口为阳离子空位)。在1一AbO，中，Al阳离子存在空位，当 等方面进行更深一步的研究。 氧阴离子逐步被氮代替时，附加的Al阳离子则出现空隙，其 关键诲阿隆．陶瓷材料，晶体结构 固溶反应”‘为： AlN+1／3V^13+一}1／3AIm+N；+l／3A1203 随着冶金工业的发展，对耐火材料综合性能的要求越来 氧氮化铝在x=5时是稳定的，即用氮代替5个氧阴离 越高。AloN(氧氮化铝．也称阿隆)陶瓷具有良好的耐高温子，从而每个单位晶胞都可能附加5／3个A1阳离子，并使离 性、热震稳定性和抗侵蚀性能，可成为一种理想的高温结构 子空位数降低到1。因此，氧氮化铝的准确公式为 陶瓷或近代耐火材料。尽管人们对舢0N体系进行了许多 Al≈q，N，，其组成反应为5 研究，但由于实验检测、热力学数据、相关系图等…诸多因素 化铝组成的摩尔分数为：AlN35．7％，A120，64．3％；相应的 的影响，使得A10N陶瓷材料的大规模工业应用存在一定的质量分数为：AJN18．2％，AL0，81．8％。 困难，因而对其研究还有待于进一步深化，故本文对其结 随着AlN吉量的提高，晶格常数‰由790pm(1·鸲q) 构、性质、合成及应用作简要的概述。 提高到～795 如下‘“： l AlON陶瓷的结构 no=0．17z+788．8 pm(*为AlN的摩尔分数) 从Mccauley修正的I甸lls干1964年绘制的A州一灿：O， 氧氮化铝晶格的扩大与每个单位晶胞关系很大，因此， 假二元系相图㈦中可以看出，该体系有多种氧氮化铝相存在 就热膨胀系数而言，氧氮化铝(7．8×10“℃一)要低于 (见表1)。其中1一氧氮化铝尖晶石(1．A10N)是惟一一种 衰1 AlN一^1203慑二元系董氮化铝相 8．5×10—6℃～。 2 A10N陶瓷的合成 尽管大量文献对其合成进行了报道，但A10N陶瓷