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本论文研究了在采用不同还原剂碳黑、金属铝、硅的情况下,Fe2O3、TiO2在矾土基Sialon转型过程中的变化及作用;通过氮化反应前后的重量变化、XRD、SEM及EDS分析,对二者的作用机理进行了研究。同时,又重点探讨了TiO2在不同还原剂下,还原氮化的规律,并对TiN及TiN-Sialon粉体的抗氧化及抗水化性能进行了研究。研究结果表明:无论用C还是用Al、Si作还原剂,Fe2O3、TiO2对矾土基Sialon的合成是有利的,相对来说Fe2O3的促进作用比TiO2更明显。用Al、Si作还原剂Fe2O3、TiO2的作用在实验温度1100~1300℃范围内更明显;Fe2O3的最佳加入量为2~4%,TiO2的最佳加入量为4%左右。Fe2O3除了极少量(0.4%)固溶进Sialon晶格外,大部分以园球状的金属铁、氧化亚铁存在。Fe2O3促使Sialon合成的作用机理可能是液相的作用,液相的存在,有利于传质的进行;TiO2除一部分固溶进Sialon晶格外,剩余的TiO2以TiC0.3N0.7、TiN形式存在,TiO2的作用机理是形成固溶体,使晶格常数发生变化,产生晶格畸变和大量空位,从而活化晶格,促进传质的进行。从结构上看:用不同还原剂得到的β-Sialon的颗粒形状存在差别,这跟不同体系的反应机理有关。用碳作还原剂得到的β-Sialon颗粒呈直径较大(长径比小)的短柱状颗粒,其颗粒形状是从短柱状莫来石颗粒演变过来的。加入Fe2O3和TiO2的体系得到的β-Sialon颗粒形状不甚相同。1550℃时,加入Fe2O3的体系,β-Sialon颗粒比较均匀、完整,长15μm左右。加入TiO2的体系,除了较大的β-Sialon颗粒(长10μm左右)外,仍有细小颗粒(1μm左右)分布其中。用铝、硅作还原剂得到的β-Sialon颗粒呈直径相对较小(长径比大)的长柱状颗粒,其颗粒形状是从长条状Si3N4颗粒演变过来的。用不同的还原剂还原氮化TiO2,氮化温度不同,Al作还原剂,1100℃就开始出现TiN,1350℃几乎氮化完全。C作还原剂,到1500℃时完全变成TiN。Si作还原剂,1400℃刚开始出现TiN,1500℃时完全变成TiN和SiO2。同时用Al、Si和TiO2按计量比配料,1350℃就可以得到TiN和β-Sialon的复合粉体。Al还原TiO2的温度比Si低。从电镜照片看TiN颗粒细小(~2μm),呈不规则形状,有些发育好的颗粒呈立方体形状。郑州大学硕士论文通过综合热分析实验得到TIN粉体在500℃左右开始氧化,700℃氧化剧烈,同时伴随着重量的急剧增加;p一sialon和TIN复合粉体在500℃左右开始氧化,1200℃氧化较快。石N、Sialon常温下抗水化性很好。