等离子体辅助球磨活化对Al2O3+C合成AlN固-固反应的影响机制

功能材料, 2016, 47(3): 3109-3114. doi: 10.3969/j.issn.1001-9731.2016.06.001

等离子体辅助球磨活化对Al2O3+C合成AlN固-固反应的影响机制

戴乐阳 ^1, , 郭学平 ^2, , 闫锦 ^3, , 张宝剑 ^4, , 刘志杰 ^5, , 王文春 ^6,

1.集美大学轮机工程学院,福建省船舶与海洋工程重点实验室,福建厦门361021;船机检测与再制造福建省高校工程研究中心,福建厦门361021

2.集美大学轮机工程学院,福建省船舶与海洋工程重点实验室,福建厦门361021;船机检测与再制造福建省高校工程研究中心,福建厦门361021

3.集美大学轮机工程学院,福建省船舶与海洋工程重点实验室,福建厦门361021;船机检测与再制造福建省高校工程研究中心,福建厦门361021

4.集美大学轮机工程学院,福建省船舶与海洋工程重点实验室,福建厦门361021

5.大连理工大学材料改性教育部重点实验室,辽宁大连,116024

6.大连理工大学材料改性教育部重点实验室,辽宁大连,116024

基金项目: 福建省科技创新平台建设资助项目(2014H2001) 交通运输部应用基础研究资助项目(2015329815220) 福建省自然科学基金资助项目(2013J01202) 厦门南方海洋研究中心资助项目(14GZB66NF30) 福建省科技计划资助项目(2016H6017) 国家自然科学基金资助项目(51177008)

关键词： Al2O3+C , 等离子体辅助球磨 , 复合结构 , 固-固反应 , AlN

Mechanism for the effect on synthesis of AIN from Al2O3+C activated by plasma assisted ball milling during solid-state reaction

Keywords： Al2O3 +C , plasma assisted ball milling , composite structure , solid state reaction , AIN

利用介质阻挡放电等离子体辅助球磨和普通球磨分别对Al2O3 +C混合物料进行活化,研究等离子体辅助球磨活化后Al2O3+C合成AlN的碳热还原反应机制.结果表明,等离子体辅助球磨30 h的Al2O3 +C,在N2气氛中1 400℃下保温4h,Al2O3即可全部转化为AlN,Al2O3+C的碳热还原反应符合固-固反应机制.相对于球磨活化单一的Al2O3粉末,等离子体辅助球磨Al2O3+C混合粉末可以缩短10 h的球磨活化时间,这主要是由于在等离子体与球磨的协同作用下,有利于Al2O3与C形成适于固-固反应的均匀互溶的精细复合结构,使得反应扩散通道增加,平均扩散路径缩短,这在动力学方面大大促进了Al2O3+C的碳热还原反应,并促使反应按照固-固机制进行.

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