不同气氛下SiAlON结合刚玉/SiC复合耐火材料的制备

摘要

以板状刚玉、SiC和Si3N4为主要原料,以Al粉、Si粉、CeO2粉和Nd2O3混合粉作添加剂,在空气中裸烧(氧化气氛)和空气中埋炭(碳还原气氛)条件下于1000℃保温3h,再升温至1600℃保温3h,热处理后制备出SiAlON结合刚玉/SiC复合材料;研究了烧成气氛对试样烧结行为和显微结构的影响.结果表明,在氧化气氛和碳还原气氛下可以烧制出性能优异的SiAlON结合刚玉/SiC复合耐火材料,且复合材料的性能大都好于单纯的刚玉质或SiC质材料的性能,在氧化气氛下烧成材料的性能明显优于在碳还原气氛下烧成材料的性能.SEM观察和EDX分析还显示高温制备的复合制品中的SiAlON相呈柱状、纤维状和板状;还原气氛烧成时,SiAlON结合刚玉制品中的SiAlON相形成的较稀疏,且骨料和基质之间有大的气孔出现;氧化气氛下制品中的SiAlON相形成的较密集、粗壮,并团聚在一起,骨料与基质之间结合也较紧密,致密度化程度高.还原气氛下制备的SiAlON结合SiC复合制品中的SiAlON相具有较高的长径比,这种结晶形貌使得材料具有较高的抗折强度.