專利名稱：賽隆-剛玉粉體材料及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體來說涉及一種Sialon-剛玉粉體材料，還涉及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
Sialon具有高強(qiáng)、高硬、低熱膨脹、抗氧化和抗蠕變性能優(yōu)越的特點(diǎn)，但其抗堿金屬侵蝕性能較差；剛玉雖具有很好的抗堿金屬侵蝕性能，但其熱膨脹系數(shù)大而抗熱震性很差。
目前Sialon-剛玉材料的生產(chǎn)方法主要采用以硅粉、鋁粉、氧化鋁粉、剛玉顆粒為原料在高純N2(N2≥99.99％)，溫度為1420-1650℃進(jìn)行反應(yīng)，燒結(jié)屬液相燒結(jié)。制得的是以剛玉顆粒為骨料，Sialon為中間連結(jié)相的塊體材料，使得這種塊體材料在受熱過程中易被損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)度高、抗熱震性好、抗堿金屬侵蝕性能好、抗氧化性能強(qiáng)的Sialon-剛玉粉體材料。
本發(fā)明的另一目的在于提供Sialon-剛玉粉體材料的生產(chǎn)方法。
Sialon是由硅(Si)、鋁(Al)、氧(O)、氮(N)組成的化合物，它是Si3N4中的Si和N被Al或(Al+M)(M為金屬離子)及O置換所形成的一大類固溶體的總稱，根據(jù)Si、N被置換量的不同，Sialon又分為α-Sialon，β-Sialon，O-Sialon和X-Sialon。
本發(fā)明的Sialon-剛玉粉體材料，生成Sialon相的固相反應(yīng)在剛玉粉體的表面進(jìn)行，得到結(jié)構(gòu)為剛玉粉體表面包裹著一層Sialon相，其Sialon相的結(jié)構(gòu)式為Si6-zAlzOzN8-z(1≤z≤3.5)，其中Sialon相是β-Sialon相。
本發(fā)明的Sialon-剛玉粉體材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)將Si≥98.5％、細(xì)度為120-180目的硅粉，Al≥99.5％、細(xì)度為100-200目的鋁粉，Al2O3≥98.5％、細(xì)度為120-180目的剛玉粉，物質(zhì)的量比為Si∶Al∶Al2O3＝15∶1∶1-15∶7∶7，在無水乙醇保護(hù)下球磨4-8小時(shí)；(2)用N2≥99.0％的氮?dú)獗Ｗo(hù)，在100-120℃干燥4-8小時(shí)，冷卻至室溫；(3)將干燥后的粉料用N2≥99.0％的氮?dú)獗Ｗo(hù)，在1200-1300℃下保溫6-12小時(shí)，即得到粉體粒徑＜0.088mm的Sialon-剛玉粉體材料。
本發(fā)明的Sialon-剛玉粉體材料的生產(chǎn)方法，其中Sialon相的量由配料量和反應(yīng)條件決定。。
本發(fā)明用剛玉粉代替了目前Sialon-剛玉材料生產(chǎn)中的氧化鋁粉，在氮?dú)?N2≥99.0％)保護(hù)下，在1200-1300℃下通過固相反應(yīng)，使Sialon相在剛玉粉體的表面生成，得到的是剛玉粉體表面包裹著一層Sialon相的Sialon-剛玉粉體材料。該材料既具Sialon的強(qiáng)度高、抗熱震性好的特點(diǎn)，又兼有剛玉的抗堿金屬性能好、抗氧化性能強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，可被廣泛應(yīng)用于高溫爐噴涂?jī)?nèi)襯，特種陶瓷，熱引擎和其他相關(guān)領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
下面以具體的實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的Sialon-剛玉粉體材料，其結(jié)構(gòu)式為Si3Al3O3N5的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的Sialon-剛玉粉體材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)將Si≥98.5％、細(xì)度為120-180目的硅粉28.3g，Al≥99.5％、細(xì)度為100-200目的鋁粉4.5g，Al2O3≥98.5％、細(xì)度為120-180目的剛玉粉17.2g于瑪瑙罐中，加入無水乙醇200ml，球磨4小時(shí)；(2)用N2≥99.0％的氮?dú)獗Ｗo(hù)，在120℃干燥6小時(shí)，冷卻至室溫；(3)將干燥后的粉料用N2≥99.0％的氮?dú)獗Ｗo(hù)，在1250℃下保溫6小時(shí)，即得到粉體粒徑＜0.088mm的Sialon-剛玉粉體材料，其中80％的剛玉粉被Sialon相包裹。
權(quán)利要求
1.一種Sialon-剛玉粉體材料，其特征在于生成Sialon相的固相反應(yīng)在剛玉粉體的表面進(jìn)行，得到結(jié)構(gòu)為剛玉粉體表面包裹著一層Sialon相，其Sialon相的結(jié)構(gòu)式為Si6-zAlzOzN8-z其中1≤z≤3.5
2.如權(quán)利要求1所述的材料，其中Sialon相是β-Sialon相。
3.如權(quán)利要求1或2所述的Sialon-剛玉粉體材料的生產(chǎn)方法，包括以下步驟(1)將Si≥98.5％、細(xì)度為120-180目的硅粉，Al≥99.5％、細(xì)度為100-200目的鋁粉，Al2O3≥98.5％、細(xì)度為120-180目的剛玉粉，物質(zhì)的量比為Si∶Al∶Al2O3＝15∶1∶1-15∶7∶7，在無水乙醇保護(hù)下球磨4-8小時(shí)；(2)用N2≥99.0％的氮?dú)獗Ｗo(hù)，在100-120℃干燥4-8小時(shí)，冷卻至室溫；(3)將干燥后的粉料用N2≥99.0％的氮?dú)獗Ｗo(hù)，在1200-1300℃下保溫6-12小時(shí)，即得到粉體粒徑＜0.088mm的Sialon-剛玉粉體材料。
4.如權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其中Sialon相的量由配料量和反應(yīng)條件決定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Sialon－剛玉粉體材料，其結(jié)構(gòu)為剛玉粉體表面包裹著一層Sialon相，其Sialon相的結(jié)構(gòu)式為Si
文檔編號(hào)C04B35/599GK1552669SQ0313512
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月2日
發(fā)明者陳前林, 曹建新, 何顯平 申請(qǐng)人:貴州工業(yè)大學(xué)