逆反应烧结法制备刚玉氮化硅复合耐火材料

一、非氧化物复合耐火材料的发展和传统方 二、逆反应烧结法原理和特，为了简化烧结工艺，降低成本科技大学的教授等提出了利，三、逆反应烧结法应用举--刚玉氮化硅复合耐火材逆反应烧结法刚玉氮化硅材料的热力学计算和分类型不仅决定于氧分压还决定氧化物分压的大小。Si3N4材料氧化的生成物SiO2SiO决定氧化硅和氧的分压。SiO(g)＋1/2O2(g)= △G=－812.14＋0.32518T－0.0191Tlog(

P 当反应达到平衡时，△G1=0，log(

PO2O即，log( /Pθ)＋1/2log(P 按上式作不同温度下log( /Pθ)和log(P/Pθ)的关系 活活活活log(Plog(P------- - - -

0- - /P1SiO2SiOO2O分压的降低，SiO的分压升高。在1873K下，两者相等的分压为log( =log(P/Pθ)=－3.78，即 =1.7×10-5MPa时 也达到相同的

量还很少。只有当氧分压降低至log(P/Pθ)=－11.33时，log( PSiO=0.1MPa,SiO沸腾”的压力，才能显著向外挥发。也表明O2分压降到该值后SiN只能氧化成SiO。因此，文献将( /Pθ)=1时的（P/Pθ）值 1873K时Si-O-NSiSi3SiN220-logPlogP----- - - - - - - 2Si-O-N系相稳定图由图2可知，在1873K时，当刚玉-氮化硅复合材料在空气结时，表面的Si3N4首先被氧化成二氧化硅，即按下式反应 △G=－1991.33+0.20794T+0.0191T[log( /Pθ)2-log(P N 在空气中时， /Pθ=0.78，PN 很难进入到材料中，同时反应(2)的进行使氧化层的O2 2SiO(3)

Si3N4(s)+3/2O2(g)=3SiO 生成的SiO(g)扩散出来和Al2O3进行如下反应(4) 生成的和氮化硅又可形成X相，反应式如下反应(5) log(P/Pθ)=－14.0~－15.0X试验表 表 NO（g/cm3）温非等温动力学分析其余粉料充分混合均匀后在电动油压机成φ25mm×20mm100MPa100℃，24小时干燥后，于不XRD、SEM、EDS逆反应烧结 刚玉氮化硅材料的动力学机表 体积密度显气孔率耐压强度增重率价化合物烧结在一起，这也是耐火材料工作者经常用Si氮化法反应烧结的原因此，本研究旨在探索消耗部分Si3N4而在氧化气氛结的途径，即“逆反A:AlA:AlMN:SiM:AAMAAAMM+MNMAMANN+MNMNAAA 3XRDAAA:AlNSiM:AAX:SiAlOAMNANXAAMNNAXXXXXXNAMMNMMXAMAMXAA 4XRD56所示。561EDS结合X-光衍射结果，可以判断1处为和刚玉形成的固溶体、，由图3可见，氧化层的物相组成为刚玉，氮化硅、和石英，氮化硅还玉、氮化硅和X相，氮化硅峰强度明显强于氧化层，说明氧化程度较轻,成如前所述。可见很高的氮化硅和刚玉之所以能够烧结，原因是氮化硅能将两个高的化合物烧结在一起二氧化硅继续和刚玉反应生成高的结合相及X相。同时，在氧化条件烧结时，刚玉氮化硅材料中由于能形成致密、，将试样AN-1、AN-2、AN-3、AN-4在空气气氛中1600℃保温2小时烧成，烧4。AAA:Al2AM:3AlO2 AAAAAAMMMAA 7AN-11600℃XRD由X-射线衍射结果可知，AN-1中只有刚玉和，已经不存在氮化硅，AN-2表AN-4表面鼓泡，可能是氮化硅含量过高，氧化剧烈而使得表面氧化膜中气AN-3中由于氮化硅加入量