CN1552669A - 赛隆-刚玉粉体材料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Sialon－刚玉粉体材料，其结构为刚玉粉体表面包裹着一层Sialon相，其Sialon相的结构式为Si_6－zAl_zO_zN_8－z (1≤z≤3.5)，其生产方法是将硅粉、铝粉、刚玉粉，按物质的量比为Si∶Al∶Al₂O₃＝15∶1∶1－15∶7∶7，在无水乙醇保护下球磨4－8小时；用氮气保护，在100－120℃干燥4－8小时，冷却至室温；将干燥后的粉料用氮气保护，在1200－1300℃下保温6－12小时，即得到粉体粒径＜0.088mm的Sialon－刚玉粉体材料。本发明既具Sialon的强度高、抗热震性好的特点，又兼有刚玉的抗碱金属性能好、抗氧化性能强的特点，可被广泛应用于高温炉喷涂内衬，特种陶瓷，热引擎和其他相关领域。

Description

赛隆-刚玉粉体材料及其生产方法

技术领域

本发明涉及材料领域，具体来说涉及一种Sialon-刚玉粉体材料，还涉及其生产方法。

背景技术

Sialon具有高强、高硬、低热膨胀、抗氧化和抗蠕变性能优越的特点，但其抗碱金属侵蚀性能较差；刚玉虽具有很好的抗碱金属侵蚀性能，但其热膨胀系数大而抗热震性很差。

目前Sialon-刚玉材料的生产方法主要采用以硅粉、铝粉、氧化铝粉、刚玉颗粒为原料在高纯N₂(N₂≥99.99％)，温度为1420-1650℃进行反应，烧结属液相烧结。制得的是以刚玉颗粒为骨料，Sialon为中间连结相的块体材料，使得这种块体材料在受热过程中易被损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强度高、抗热震性好、抗碱金属侵蚀性能好、抗氧化性能强的Sialon-刚玉粉体材料。

本发明的另一目的在于提供Sialon-刚玉粉体材料的生产方法。

Sialon是由硅(Si)、铝(Al)、氧(O)、氮(N)组成的化合物，它是Si₃N₄中的Si和N被Al或(Al+M)(M为金属离子)及O置换所形成的一大类固溶体的总称，根据Si、N被置换量的不同，Sialon又分为α-Sialon，β-Sialon，O-Sialon和X-Sialon。

本发明的Sialon-刚玉粉体材料，生成Sialon相的固相反应在刚玉粉体的表面进行，得到结构为刚玉粉体表面包裹着一层Sialon相，其Sialon相的结构式为Si_6-zAl_zO_zN_8-z(1≤z≤3.5)，其中Sialon相是β-Sialon相。

本发明的Sialon-刚玉粉体材料的生产方法，包括以下步骤：

(1)将Si≥98.5％、细度为120-180目的硅粉，Al≥99.5％、细度为100-200目的铝粉，Al₂O₃≥98.5％、细度为120-180目的刚玉粉，物质的量比为Si∶Al∶Al₂O₃＝15∶1∶1-15∶7∶7，在无水乙醇保护下球磨4-8小时；

(2)用N₂≥99.0％的氮气保护，在100-120℃干燥4-8小时，冷却至室温；

(3)将干燥后的粉料用N₂≥99.0％的氮气保护，在1200-1300℃下保温6-12小时，即得到粉体粒径＜0.088mm的Sialon-刚玉粉体材料。

本发明的Sialon-刚玉粉体材料的生产方法，其中Sialon相的量由配料量和反应条件决定。。

本发明用刚玉粉代替了目前Sialon-刚玉材料生产中的氧化铝粉，在氮气(N₂≥99.0％)保护下，在1200-1300℃下通过固相反应，使Sialon相在刚玉粉体的表面生成，得到的是刚玉粉体表面包裹着一层Sialon相的Sialon-刚玉粉体材料。该材料既具Sialon的强度高、抗热震性好的特点，又兼有刚玉的抗碱金属性能好、抗氧化性能强的特点，因此，可被广泛应用于高温炉喷涂内衬，特种陶瓷，热引擎和其他相关领域。

具体实施方式

下面以具体的实施例来进一步说明本发明的Sialon-刚玉粉体材料，其结构式为Si₃Al₃O₃N₅的生产方法。

本发明的Sialon-刚玉粉体材料的生产方法，包括以下步骤：

(1)将Si≥98.5％、细度为120-180目的硅粉28.3g，Al≥99.5％、细度为100-200目的铝粉4.5g，Al₂O₃≥98.5％、细度为120-180目的刚玉粉17.2g于玛瑙罐中，加入无水乙醇200ml，球磨4小时；

(2)用N₂≥99.0％的氮气保护，在120℃干燥6小时，冷却至室温；

(3)将干燥后的粉料用N₂≥99.0％的氮气保护，在1250℃下保温6小时，即得到粉体粒径＜0.088mm的Sialon-刚玉粉体材料，其中80％的刚玉粉被Sialon相包裹。

Claims (4)

1、一种Sialon-刚玉粉体材料，其特征在于生成Sialon相的固相反应在刚玉粉体的表面进行，得到结构为刚玉粉体表面包裹着一层Sialon相，其Sialon相的结构式为Si_6-zAl_zO_zN_8-z：

其中：1≤z≤3.5

2、如权利要求1所述的材料，其中Sialon相是β-Sialon相。

3、如权利要求1或2所述的Sialon-刚玉粉体材料的生产方法，包括以下步骤：

(1)将Si≥98.5％、细度为120-180目的硅粉，Al≥99.5％、细度为100-200目的铝粉，Al₂O₃≥98.5％、细度为120-180目的刚玉粉，物质的量比为Si∶Al∶Al₂O₃＝15∶1∶1-15∶7∶7，在无水乙醇保护下球磨4-8小时；

(2)用N₂≥99.0％的氮气保护，在100-120℃干燥4-8小时，冷却至室温；

(3)将干燥后的粉料用N₂≥99.0％的氮气保护，在1200-1300℃下保温6-12小时，即得到粉体粒径＜0.088mm的Sialon-刚玉粉体材料。

4、如权利要求3所述的生产方法，其中Sialon相的量由配料量和反应条件决定。