Ti-Al-Nb_2O_5系原位合成Al_2O_3晶须的形成机理分析

摘要

本文研究了以粉埋法原位合成的A l2O3晶须的形态和反应过程以及晶须的生长机理。通过物相测试表明产物由A l2O3、TiA l3、NbA l3和少量的A lN相组成,SEM结合EDS分析表明原位合成了直径小于100nm的A l2O3晶须,晶须呈棉絮状分布于基体交界处。基于铝的过剩,TiA l3相是Ti-A l界面的唯一产物。Ti与O2以反应时间短的动力学势优先形成的TinOm中间产物是A l2O3晶须生成的控制步骤。Nb2O5与铝液的双效复合催化作用,提高了晶须的生成速率;同时A l的用量因A lN的生成而减小,导致生成晶须的催化活性点减小,而扩散到每个活性点周围的TinOm及Nb2O5浓度增加,导致晶须分布密而均匀。A l2O3晶核在催化剂的作用下以螺旋位错生长形成长径比较为理想的A l2O3晶须。