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

来源期刊：无机材料学报2017年第5期

论文作者：宋云飞 王少华 邓承继 祝洪喜 刘建鹏 丁军 余超

文章页码：495 - 501

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;

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4 h原位生成β-Sialon结合Mg Al₂O₄-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1 h增加到4 h,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（Si₃Al₃O₃N5）。当保温时间为3 h时,生成的β-Sialon（Si3Al3O3N5）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3 h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。