Y-α-sialon透明陶瓷的低溫制備工藝研究.pdf

1、本文以Si3N4、AlN、Al2O3和Y2O3為原料，根據(jù)Y-Si-Al-O-N相圖和α-sialon分子式Rem/3Si12-(m+n)Al(m+n)OnN16-n進(jìn)行組成設(shè)計(jì)，取m=1.2，n=1.1為組分點(diǎn)。原料粉末用行星式球磨機(jī)球磨24 h后，經(jīng)烘干、造粒，采用熱壓燒結(jié)方法在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)，壓力為25 MPa。采用X射線(xiàn)衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)和紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)研究球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、燒結(jié)溫度、升溫速率以及保溫時(shí)

2、間對(duì)sialon陶瓷物相組成、微觀(guān)結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響規(guī)律，并對(duì)sialon陶瓷進(jìn)行了硬度表征。
　　 研究結(jié)果表明：當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速由210 r/min提高到250 r/min時(shí)，原料粉末的平均粒度由0.603μm降到0.207μm；在相同的燒結(jié)工藝條件下所制備的陶瓷物相組成均為α-sialon；當(dāng)球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為250 r/min時(shí)陶瓷的晶粒尺寸比球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為210r/min時(shí)陶瓷的晶粒尺寸小，且樣品表面呈現(xiàn)暗綠色，該現(xiàn)象與燒結(jié)溫度

3、過(guò)高的sialon陶瓷狀態(tài)一致。
　　 對(duì)250 r/min混出的粉料，燒結(jié)工藝研究表明：在升溫速率為30℃/min，保溫時(shí)間為30 min條件下，當(dāng)燒結(jié)溫度由1650℃升高到1900℃時(shí)，陶瓷的相組成均為α-sialon，而體積密度和晶粒尺寸增大；燒結(jié)溫度為1650℃時(shí)α-sialon陶瓷透過(guò)率最低，燒結(jié)溫度為1700℃時(shí)α-sialon陶瓷的透過(guò)率最大，為34.43％，隨著燒結(jié)溫度進(jìn)一步升高直到1900℃，陶瓷的透過(guò)率降低；

4、當(dāng)燒結(jié)溫度為1700℃，保溫時(shí)間為30 min時(shí)，升溫速率由30℃/min提高到38.5℃/min，陶瓷均生成了α-sialon相，體積密度降低，晶粒尺寸減小，透過(guò)率降低；當(dāng)燒結(jié)溫度為1700℃，升溫速率為30℃/min時(shí)，保溫時(shí)間由30 min降到15 min時(shí)，陶瓷均為α-sialon相，但晶粒尺寸減小、透過(guò)率降低。
　　 對(duì)250 r/min混出的粉料，當(dāng)燒結(jié)溫度為1700℃，升溫速率為30℃/min，保溫時(shí)間為30 mi