O′-β′复相Sialon陶瓷中相组成的控制

用Si₃N₄,SiO₂和Al₂O_?作原料,以Y₂O_?为添加剂,研究了O’-β’所在的四个相容性区中组成,于1400—1800℃之间,O’和β’的形成动力学。O’于1400℃开始生成,1600℃达到最大形成量。高于1600℃,O’减少乃至消失。研究发现,O’的这种不稳定性,并非自身热分解的结果。Al含量的增加,液相出现和β’的形成,才是导致O’-Sialon溶解而消失的原因。 此外,认为Si₃N₄-O’(x=0.3)-Y₂Si₂O₇-YAG相容性区,是在制备具有合理的O’-β’平衡相组成的复相陶瓷时,可供实际选用的组成区。     

Si,Al,Y/N,O倒易系统固线下相关系

本文描述整个Si,Al,Y/N,O系统的固线下的相关系,总共存有68个相容性四面体.     

晶体结构分析直接法的新等式和已知等式的推导

本文根据F函数的性质,用新法推导了晶体结构分析领域中已知的Sayre等式、Вайнштейн等式和未见于文献记载的Вайнштейн等式型普遍公式及其他新等式。推导结果说明,F函数法较已有的方法为普遍。利用文献数据对新等式进行了验证。讨论了新等式用于晶体结构分析实际工作的可能性。     

Ln-Si-Al-O-N系统的相关系和材料组分设计

对Ｌｎ_２Ｏ_３－Ｓｉ_３Ｎ_４－Ａ_１Ｎ－Ａｌ_２Ｏ_３（Ｌｎ＝Ｎｄ,Ｓｍ和Ｇｄ）系统的亚固相关系进行了总结, 且阐明利用相关系知识可进行复相 ｓｉａｌｏｎ陶瓷的组分设计,这些复相陶瓷的性能具有可 调控性．列举了若干例子以证实这是一条行之有效的设计材料的途径．     

氧化硅（Si3N4）—稀土氧化物陶瓷的超高压烧结研究

 在5~7 GPa，600~1 800 ℃的压力-温度范围内对组份为氧化硅-稀土氧化物微粉混合物（3α-Si₃N₄+0.5La₂O₃+0.5Pr₆O₁₁（mol.%））的烧结产物进行了研究。所得结果表明其成相规律与Sialon体系在高温高压下烧结时不同。在直到5 GPa的高压下，α-Si₃N₄表现出相当高的稳定性，并不转变成β相。当烧结温度低于1 600 ℃时，烧结体仍然由以α-Si₃N₄为基础的固溶体及稀土氧化物组成，而后者则表现出一系列相变化。当压力超过6 GPa、温度高于1 600 ℃时，物料烧结成一个新的单相高压结构ReSi₃O₂N₄。其衍射数据可以用一个正交点阵来拟合。其晶格参数为：a=1.298 3 nm，b=0.814 0 nm，c=0.428 5 nm。     

O′-β′ Sialon在Y-Si-Al-O-N系统中的相关系

本文提出了Si₂N₂O-AlN-Y₂O_3系统的亚固相图,并修正了O’-β’Sialon在Y-Si-Al-O-N系统中的相关系。在Si-Al-O-N系统中,Si₃N₄和O’_ss(x=0.3)之间应有结线,它把O’-β’二相区分割成为两个相容性三角区:Si₃N₄-Si₂N₂O-O’_ss(x=0.3)和Si₃N₄-β’_ss(z=0.8)-O’_ss(x=0.3)。 Si₃N₄-O’_ss(x=0.3)-YAG-H相,在1550℃时形成为一相容性四面体区。如果加热到1700℃,而后于1200—1300℃退火热处理,则H相消失,相容性区变成为Si₃N₄-O’_ss(x=0.3)-YAG-Y₂Si₂O₇。 Si₃N₄-Si₂N₂O-O’_ss(x=0.3)-Y-2Si₂O₇(或H),Si₃N₄-O’_ss(x=0.3)-YAG-Y₂Si₂O₇(或H)和Si₃N₄-β_ss(z=0.8)-O’_ss(x=0.3)-YAG,这三个相容性区的确定,对开发制造O’-β’Sialon二相陶瓷有实用意义。     

R2O3-AIN-AI2O3(R=Ce,Pr,Nd和Sm)系统的相关系

研究了R₂O₃-AIN-AI₂O₃(R=Ce,Pr,Nd和Sm)三元系固相线下的相关系及R₂O₃-AIN-AI₂O₃系统在1700℃的等温截面.发现存有一个组成为RAl₁₂O₁₈N的新相,其结构同β—Al₂O₃.本文对其它轻稀土元素可否形成新相也作了探讨.发现从La到Eu(除了Pm未测外)都能在组成RAl₁₂O₁₈N处形成含N的β-Al₂O₃相.经测定它们的单相区范围为:当R=Nd和Sm时,含Nβ-Al₂O₃相只发生在RAl₁₂O₁₈N组成处;而其它稀土的含Nβ-Al₂O₃相的组成都扩大到纯氧化物一端,即R₂O₃:11Al₂O₃处.经测定RAl₁₂O₁₈N的晶胞常数(a=5.557和c=22.00)几乎不随R而变化.1700℃时,在Nd₂O₃-Nd₂AlO₃N-NdAlO₃三角形区域中存有一个很大液相区.     

Phase relationships and materials design in the Ln-Si-Al-O-N system

Subsolidus phase relationships in the system Ln2O3-Si3N4-AlN-Al2O3, where Ln represents Nd, Sm and Dy, were summarized, with emphasis on the region involving α-sialon, β-sialon and AlN-polytypoid phases. This information is further used in designing the compatible matrix phases of sialon materials with desirable properties. Examples were provided to illustrate the advantage of such a basic approach to materials design.