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高纯β-SiAlON粉料的可控合成
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ175[化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083, [2]北京大学工学院,北京100871, [3]山西新型炉业集团有限公司,太原030003
  • 相关基金:国家科技支撑计划(2006BAC21B02-1 2007BAB24B03); 国家自然科学基金(50874013); 973计划项目(2007CB613608)
中文摘要:

在Si3N4-SiO2-Al2O3-AIN体系中,采用拟抛物面规则对不同组成SiAION相的热力学性能进行了评估,并研究了β-SiAION相的合成热力学条件.以煤矸石为主要原料,加入适量碳黑作为还原剂,在不同气氛(空气或不同纯度的氮气)下合成了β-SiAION,并研究了β-SiAION粉料在不同气氛下的相转化.热力学分析表明,不同的SiAION相可以在合适的气氛参数Y=1g(Po2/P^θ)-2/31g(PN2/P^θ)下合成,较低的Y值有利于β-SiAION相的合成.过量碳存在时提高通氮纯度β将会降低气氛中的Y值,其关系式为Y=21g[(2-2α)/(2-α)]-2/31g[α/(2-α)]-15.616.实验结果表明:热力学分析得到的合适初始参数可以实现高纯[3-SiAION的可控合成,当初始参数为T=1800K,埋焦炭保护,通入氮气纯度α=0.995—0.999时可获得较好的结果.

英文摘要:

The Gibbs free values of different SiAlON were assessed by the thermodynamic quasi-paraboloid rule in Si3N4-AlN-SiO2-Al2O3 system and the thermodynamic parameter for β-SiAlON were explored at 1800K.The synthesis of β-SiAlON based on coal gangue and carbon black by carbonthermal reduction nitridation method,and phase transformation of β-SiAlON powder in various atmospheres(such as air or nitrogen of different purity) were discussed in detail.Thermodynamic analysis reveals that different SiAlON can be synthesized in suitable atmosphere parameter Y(Y=lg(PO2/Pθ)-2/3lg(PN2/Pθ)) at 1800K,and low Y value is beneficial to synthesis of β-SiAlON.When excessive carbon exists in the atmosphere,with the increase of purity(α) of initial nitrogen,the Y value decreases,and the relationship between purity(α) and Y value is Y=2lg[(2-2α)/(2-α)]-2/3lg[α/(2-α)]-15.616.The experiment results shows that the suitable initial parameters based on thermodynamic analysis is highly advantageous in controllable synthesis of high-purity β-SiAlON,the proper initial parameters is that samples,burying in coke,are sintered at 1800K in a flowing nitrogen atmosphere,the purity range of nitrogen is about 0.995-0.999.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274