C-Si复合还原氮化合成矾土基β-SiAlON  

Synthesis of bauxite based β-SiAlON by C-Si compound reduction nitridation

作　　者：郭艳芹[1] 李素平[1] 钟香崇[1] 

机构地区：[1]郑州大学高温功能材料河南省重点实验室,郑州450052

出　　处：《耐火材料》2006年第5期349-352,共4页Refractories

摘　　要：设计β-SiAlON的z值为3,以68%的生矾土（粒度≤0.074 mm,烧后Al2O3含量约68%）、13%的硅粉（粒度≤0.021 mm）和19%的炭黑（粒度≤5 μm）为原料混合均匀后,装入坩埚中,在氮化炉中分别于1100 ℃、1200 ℃、1300 ℃、1350 ℃、1400 ℃、1450 ℃、1500 ℃和1550 ℃氮化处理6 h后,测氮化后试样的质量变化率,并借助XRD、SEM及EDS等手段,同时研究了C-Si复合还原氮化合成矾土基β-SiAlON的反应过程.研究结果表明：（1）采用C-Si复合还原氮化的试样,在1100～1200 ℃时主要是Si与氮气和SiO2反应生成的Si2N2O;1300～1400 ℃时,C开始参与还原氮化反应,体系中开始有β-SiAlON生成;1450～1550 ℃时,β-SiAlON量逐渐增多,1500 ℃达到最大值.（2）与单一采用C、Si的试样相比,采用C-Si复合还原氮化的试样生成的β-SiAlON含量相对高,结晶形貌相对较好.The specimens with designed z value of SiAION being 3 were prepared with 68% raw bauxite（ grain size ≤0.074 mm, w（Al2O3 ） is about 68% after fired）, 13% silicon fume （ grain size ≤0.021 mm） and 19% carbon black （grain size ≤5 μm） as starting materials,fully mixing the materials and putting into a crucible, then nitrified in nitriding furnace at 1100 ℃,1200 ℃, 1300 ℃, 1350 ℃, 1400 ℃, 1450 ℃, 1500 ℃, 1550 ℃ for 6 h respectively. The mass change ratio is determined and the reaction process is analyzed by XRD, SEM and EDS. The results show that： （1）at 1100 -1200 ℃,Si reacts with N2 and SiO2 forming Si2N2O;At 1300 1400 ℃,C joins the reduction -nitridation reaction forming SiAION;At 1450 - 1550 ℃,the forming amount of β-SiAION increases noticeably and at 1500 ℃ reaching the highest. （2）The forming amount of β-SiAION is larger and the crystal morphology is better than that of the one only using C or Si.

关 键 词：铝矾土 Β-SIALON 炭黑 硅粉 还原氮化反应 

分 类 号：TQ175.712[化学工程—硅酸盐工业]