保温时间对β-Sialon结合镁铝尖晶石-碳材料的影响及其氧化动力学

• 作者: 丁军 余超 刘建鹏 宋云飞 王少华 祝洪喜 邓承继
• 来源期刊: 无机材料学报
• 关键词: β-Sialon结合MgAl2O4-C复合材料 原位生成 保温时间 氧化动力学
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 495-501
• 页数: 7页
• 字数: 3866字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20160419

摘要

以电熔尖晶石、Si粉和鳞片石墨为主要原料,木质磺酸钙溶液(1.25 g/mL)为成型结合剂,在氮气气氛下1450℃分别保温1、2、3和4h原位生成β-Sialon结合MgAl2O4-C材料,研究了保温时间对材料的物相组成、β-Sialon的显微结构及常规物理性能的影响,并对该复合材料进行氧化动力学研究.结果表明:当保温时间从lh增加到4h,试样的物相变化规律基本相同,Si单质相消失,完全转化为SiC、Si3N4和β-Sialon(Si3A13O3N5).当保温时间为3h时,生成的β-Sialon(Si3A13O3N5)为完整圆柱状晶粒,尺寸分布均匀,交错成网络结构.随着保温时间的增加,试样内部产生较多的SiO气体,导致试样的显气孔率增加,体积密度下降,耐压强度和抗折强度先增加后下降,当保温时间为3h时,耐压强度和抗折强度达到最大.氧化动力学研究表明,氧化过程随着时间的推移分为化学反应控制阶段、化学反应和扩散共同控制阶段及扩散控制三个阶段.