Sialon高级陶瓷 - 形式，结构和级别的Sialons

Sialons是基于元素硅（Si），铝（Al），氧气（O）和氮（n）的陶瓷合金，并在20世纪70年代开发，以解决氮化硅的问题（Si_3.N₄)很难捏造的。

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不同形式的唾液材料亚博网站下载

Si的As合金_3.N₄在美国，sialon以三种基本形式存在。每一种形式都与两种常见形式中的一种相同结构如果_3.N₄、β (β)和α (α)，并与氮化硅配合使用．SiAlON与Si的关系_3.N₄类似于黄铜和纯铜之间的差别。在后一种情况下，铜原子被锌取代，形成比母金属更好、更强的合金。在SiAlON的情况下，Si被Al取代，N被O原子取代，以满足价态要求。得到的“溶液”(SiAlON)比原始的纯溶剂(氮化硅)具有更好的性能。

Sialon材料结构亚博网站下载

硅的基本结构单位_3.N₄是罪恶₄四面体，类似于SIO₄硅酸盐中的结构单元。四面体通过共享角连接在一起，形成一个刚性的三维框架。硅氮键短，强度大。这种强、刚性、紧凑的结构是硅的许多重要性质的原因_3.N₄．

β-唾液陶瓷

β-SiAlON陶瓷的原子排列

β-SiAlON是基于β-Si中存在的原子排列_3.N₄．在这种材料中，Si被Al代替，通过O.通过O.以这种方式替换N。β-Si中的三分之二硅_3.N₄可以被铝取代而不会引起结构的改变。化学置换是将Si-N键转变为Al-O键。两种情况下键长基本相同，但Al-O键强度明显高于Si-N。在SiAlON中，铝与AlO协调₄而不是alo₆如在氧化铝(Al₂O_3.）．因此，β-SiAlON的结合强度比Al强50%₂O_3.．因此，从本质上讲，SiAlONs比这两种Si都具有更好的性能_3.N₄和al.₂O_3.．

β-sialon具有通式si₆-zAlzOzN₈其中z在0-4.2之间变化，需要烧结添加剂，如氧化钇(Y₂O_3.），氧化镁（MgO）或稀土氧化物以致密化。作为固溶体，β-唾液的蒸气压低于Si的蒸气压_3.N₄因此，Sialon将在较低温度下形成更多液体。因此比si更容易致密化β-sialon_3.N₄使用正常烧结技术。此外，应该指出的是，唾液的较低蒸气压在高温下减少了分解，使得唾液隆具有比Si更稳定的_3.N₄．

来自国际肥塞的β-SiAlons

由国际肥塞产生的β-Sialons使用yttra作为烧结援助。当烧结以上1700℃时，细长的六边形β-唾液颗粒（图1）沉淀并在由烧结添加剂如氧化钇，氧化铝，二氧化硅和氮化铝等氧氮化物液相中生长。随后，在冷却时，液相形成耐火性晶间玻璃。这产生了材料Syalon 101.这种材料具有细长的β晶粒，其特征在于高强度和韧性。

图1．显微照片显示了Syalon 101的显微结构。细小的β -sialon (β)颗粒围绕着小的玻璃囊(g)。

通过受控处理可以将晶间玻璃转化为钇铝石榴石（YAG），这是难晶晶相。这使得材料更好的高温性能，材料可以在高达1350℃的温度下保持其强度。这种材料可用作Syalon 201。

α-SiAlON陶瓷

α-SiAlON材料的原子排列

Si的第二种形式_3.N₄与SiAlON同结构的是α-Si_3.N₄．α-Si中的堆叠结构_3.N₄不同于β-Si_3.N₄在那个通过β结构的长“通道”以间隔被阻挡。这导致了一系列间隙漏洞。在每个SI₁₂N₁₆单元胞内有两个间质孔。在α-SiAlONs中，四面体结构中的Si被Al取代，N被o有限取代，通过修饰占据间隙的阳离子来满足价要求。通过这种方式，例如，钇(Y)，钙(Ca)，锂(Li)和钕(Nd)等阳离子可以合并到结构中。因此α-SiAlON的一般公式为Me_x如果_{12 - (m + n)}艾尔_{M + N.}O_nN_16-N.其中x<2和Me是修饰阳离子。

α-SiAlON相区域如图2所示，它显示了基于Y的体系₂O_3.添加剂。这是一个Jänecke棱镜，是最方便的方式来显示五组分SiAlON系统，即Me-Si-Al-O-N。α-SiAlON相区的阴影区如果_3.N₄-YN.3AlN-AlN.Al₂O_3.飞机．还可以看到β-SiAlON固溶体沿着Si延伸_3.N₄-YN.3AlN-AlN.Al₂O_3.线，从而形成α-Sialon平面的边界。这导致形成混合α：β-Sialons的可能性。

图2。Y-Si-Al-O-N系统的相图。

形成α-唾液材料

与β-Sialons类似地形成α-Sialons，因为相对于氮素液相沉淀。在反应过程中，随着改性阳离子掺入α-赛隆结构中，液体的量逐渐减少。因此，理论上，可以形成单相α-Sialon。然而，在实践中，在烧结之后，一些残留的晶间玻璃将保留，这与β-Sialons一样，通常可以转化为难晶晶相。因此，通过仔细控制组合物和烧结循环，可以形成具有优异的高温性质的α-唾液陶瓷。α-Sialon晶粒倾向于具有小，等轴的形态，导致具有比β-Sialon更低的强度和韧性的材料。亚博网站下载然而，α-Sialon具有比β-Sialon更高的硬度。

混合α,β-SiAlON陶瓷

如上所述，可以控制起始成分和过程来发展混合α:β-SiAlONs。因此，可以对材料进行剪裁，使其既有β-SiAlON的高强度和高韧性，又有α-SiAlON的高硬度和高温性能。国际赛亚龙生产的混合α:β-赛亚龙可用作赛亚龙050。

O-SiAlON陶瓷

O-Sialon陶瓷的原子排列

最终形式Sialon，O-Sialon，与氧化氮化硅(Si₂N₂硅的结构₂N₂O由Si层组成_3.N₄由Si- O-Si键连接的环。在O- sialon中，Al和O取代了一些Si和N原子。

来自国际肥塞的O-Sialons

国际赛隆不生产O-SiAlON陶瓷。虽然α-SiAlON和β-SiAlON的优越性能提供了更长的使用寿命，从而抵消了任何预期的成本效益，但除了成本之外，它们是一种有效的耐火材料。

这些信息已从国际赛隆斯提供的材料中获取、审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问国际Syalons．