[發(fā)明專利]一種Al23O27N5陶瓷的燃燒合成熔鑄的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310213768.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103265292A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭永挺;楊攀;赫曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/58
• 分類號(hào): C04B35/58;C04B35/65
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Al₂₃O₂₇N₅陶瓷的燃燒合成熔鑄的方法。

背景技術(shù)

Al₂₃O₂₇N₅(氧氮化鋁，也稱阿隆)陶瓷具有良好的耐高溫性、熱震穩(wěn)定性和抗侵蝕性能，可成為一種理想的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷或近代耐火材料等。

Al₂₃O₂₇N₅陶瓷的常用制備方法主要有以下幾種：高溫固相反應(yīng)法、氧化鋁還原氮化法、熱壓法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)和自蔓延法。

高溫固相反應(yīng)法是采用固相Al₂O₃和AlN在大于1650℃的溫度下進(jìn)行反應(yīng)制備Al₂₃O₂₇N₅。此方法的關(guān)鍵在于所用的AlN粉必須超細(xì)、高純，但高性能的AlN無(wú)疑會(huì)增加生產(chǎn)成本。目前，它僅限于實(shí)驗(yàn)室使用。

氧化鋁還原氮化法主要是采用固相Al₂O₃和C，與氮?dú)庠诖笥?700℃的溫度下反應(yīng)制備AlON。所制備的Al₂₃O₂₇N₅具有粒度小、純度高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。但必須控制好Al₂O₃與C的比例，C含量太高則轉(zhuǎn)化為AlN，而無(wú)Al₂₃O₂₇N₅生成。

熱壓法是采用Al₂O₃、AlN和Al粉，在氣氛(如氮?dú)?中熱壓(如1800℃、25MPa))燒結(jié)一定時(shí)間合成Al₂₃O₂₇N₅。該方法可獲得高純的Al₂₃O₂₇N₅陶瓷，但對(duì)設(shè)備的要求高。

化學(xué)氣相沉積法(CVD)是采用氣相的AlCl₃、CO₂、NH₃和N₂，在900℃的溫度下反應(yīng)制備AlON。該方法可制備Al₂₃O₂₇N₅膜或涂層，制備溫度低，但是會(huì)產(chǎn)生CO等有害氣體。

現(xiàn)有一篇2011年發(fā)表于APPLIED?SURFACE?SCIENCE的名稱及作者為(《Microstructure?and?mechanism?of?Al₂O₃-ZrO₂eutectic?coating?prepared?by?combustion-assisted?thermal?explosion?spraying》作者：Yongting?Zheng，Hongbo?Li，Tao?Zhou)的文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)中采用爆炸噴涂制備了Al₂O₃/ZrO₂共晶涂層，另有一篇2012年發(fā)表于JOURNAL?OF?ALLOYS?AND?COMPOUNDS的名稱及作者為(《Microstructure?and?mechanical?properties?of?Al₂O₃/ZrO₂eutectic?ceramic?composites?prepared?by?explosion?synthesis》作者：Yongting?Zheng，Hongbo?Li，Tao?Zhou，Jing?Zhao，Pan?Yang)的文獻(xiàn)，該文獻(xiàn)中采用爆炸合成制備了Al₂O₃/ZrO₂共晶陶瓷，但上述方法均具有以下缺點(diǎn)：(1)反應(yīng)壓力大，在30～100MPa范圍，同時(shí)具有爆炸沖擊效應(yīng)，制備工藝危險(xiǎn)性很大(2)產(chǎn)物尺寸小，最大為Φ20*40mm³。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決現(xiàn)有Al₂₃O₂₇N₅陶瓷的制備方法成本高、工藝參數(shù)不易控制、對(duì)設(shè)備要求高以及產(chǎn)生有毒氣體的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種Al₂₃O₂₇N₅陶瓷的燃燒合成熔鑄的方法。