配碳量对锆英石和氧化铝碳热还原氮化合成ZrN-SiAlON的影响

耐火材料 , 2012, 46(1): 22-24. doi: 10.3969/j.issn.1001-1935.2012.01.005

配碳量对锆英石和氧化铝碳热还原氮化合成ZrN-SiAlON的影响

李悦彤 ^1, , 徐友果 ^2, , 房明浩 ^3, , 刘艳改 ^4, , 黄朝晖 ^5,

1.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

2.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

3.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

4.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

5.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

基金项目: 中央高校基本科研业务费重点项目(2010ZD12) 国家自然科学基金(51032007和50972134) 培育项目(2011PY0172)

关键词：配碳量 , 锆英石 , 工业氧化铝 , 碳热还原氮化法 , ZrN-SiAlON复相材料

Effects of carbon coke additions on synthesis of ZrN-SiAION from zircon and alumina by carbothermal reduction nitridation process

为了降低合成成本,以低能耗、低成本的天然锆英石、工业氧化铝和焦炭为原料,采用碳热还原氮化法合成了ZrN-SiAION复相材料.根据反应方程式3Al2O3+ 6ZrSiO4+ 27C+ 8N2=6ZrN+ 2Si3Al3O3N5+27CO设计锆英石和工业氧化铝的原料配比,改变还原剂焦炭的配入质量分数(分别为理论用量、过量5％、过量10％、过量20％),经球磨混合、成型、干燥后,在流动氮气中分别于1 500、1 550、1 600℃保温4h合成,自然冷却后分析合成产物的相组成和显微结构.结果表明:1)在合成温度为1 500℃时,配碳量的增加有助于ZrN的生成；2)在合成温度为1 550℃时,配炭量过量20％的试样中有15R型的多型体SiAlON(即SiAl4 O2 N4)生成；3)在合成温度为1600℃时,配碳量为理论量和过量5％的试样中的多型体SiAlON为15R型,而配碳过量10％和20％的试样中的多型体SiAlON则主要为12H型(即SiAl5O2N5).

参考文献

[1]	Hailei Zhao;Jianlin Wang;Zhiming Zhu .In situ synthesis mechanism of ZrB_2-ZrN composite[J].Materials Science & Engineering, A. Structural Materials: Properties, Misrostructure and Processing,2007(0):130-134.
[2]	MA Bei-yue,YU Jing-kun.Preparation of ZrN-Si_3N_4 composite powder with zircon and carbon black as raw materials[J].中国有色金属学报（英文版）,2009(05):1222-1226.

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