Sialon高级陶瓷- Sialon的形式，结构和等级

SiAlONs是一种以硅(Si)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)元素为基础的陶瓷合金，于20世纪70年代为解决氮化硅(Si)问题而开发_3.N₄）难以制造。

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不同形式的SiAlON材料欧洲杯足球竞彩

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材料结构欧洲杯足球竞彩

SI的基本结构单位_3.N₄是罪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-SiAlON陶瓷

β-唾液陶瓷的原子排列

β-siAlon基于β-Si存在的原子布置_3.N₄．在这种材料中，硅被Al取代，氮被o取代。这样，β-Si中多达三分之二的硅_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而不是作为AlO₆如在氧化铝（Al₂O_3.）。因此，在β-唾液中，粘合强度比在Al中更强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和艾尔₂O_3.．

β-SiAlON的一般公式是Si₆-zAlzOzN₈-z，其中z在0-4.2之间变化，需要烧结添加剂，例如yttra（y₂O_3.)，氧化镁(MgO)或稀土氧化物，以增密。作为固溶体，β-SiAlON的蒸汽压低于Si_3.N₄因此，在较低的温度下，SiAlON会形成更多的液体。β-SiAlON因此比Si更容易致密化_3.N₄采用常规烧结技术。此外，应该注意的是，SiAlON较低的蒸汽压降低了高温分解，因此SiAlON在热力学上比Si更稳定_3.N₄．

β-SiAlONs来自International Syalons

国际Syalons公司生产的β-SiAlONs采用氧化钇作为烧结助剂。当烧结温度超过1700°C时，细长的六角形β-SiAlON晶粒(图1)在由氧化钇、氧化铝、硅和氮化铝等烧结助剂形成的氧氮液相中析出和生长。随后，在冷却液相时形成一种难熔的晶间玻璃。这就产生了物质Syalon 101。该材料具有伸长的β晶粒，其特点是高强度和韧性。

图1．显微照片显示Syalon 101的微观结构。细β-唾液（β）颗粒围绕着玻璃的小口袋（g）。

通过控制加工，可以将晶间玻璃转化为钇铝石榴石(YAG)，这是一种难处理的结晶相。这使得材料具有更好的高温性能，并且材料在1350°C的温度下仍能保持其强度。此材料可用Syalon 201。

α-锡亚隆陶瓷

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的堆垛结构_3.N₄与β-si不同_3.N₄在这种情况下，通过β结构的长“通道”被隔一段时间阻塞。这就产生了一系列的间隙孔。在每一个如果₁₂N₁₆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和我是修改阳离子。

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，是展示五个组件锡亚隆系统的最便捷方式.. Me-Si-o-n。α-sialon相位区域是阴影区域如果_3.N₄-YN.3AlN-AlN.Al₂O_3.飞机．还可以看出，β-唾液固溶体沿着Si延伸_3.N₄-YN.3AlN-AlN.Al₂O_3.线，形成α-SiAlON平面的边界。这导致了形成混合α:β-SiAlONs的可能性。

图2。Y-Si-Al-O-N系统相图。

α-SiAlON材料的形成

α-SiAlONs的形成类似于β-SiAlONs，因为相是从氧氮液相中析出的。在反应过程中，随着修饰阳离子加入到α-SiAlON结构中，液体量逐渐减少。因此，在理论上，有可能形成单相α-SiAlON。然而，在实际中，烧结后仍会残留一些晶间玻璃，与β-SiAlONs一样，这些晶间玻璃通常会转化为难熔的结晶相。因此，通过精心控制成分和烧结周期，可以形成具有优良高温性能的α-SiAlON陶瓷。α-SiAlON晶粒趋于小的等轴形态，导致材料的强度和韧性低于β-SiAlON。欧洲杯足球竞彩但α-SiAlON的硬度高于β-SiAlON。

混合α：β-唾液陶瓷

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

最后的形式SiAlON, O-SiAlON，与氧化氮化硅(Si₂N₂硅的结构₂N₂o由SI层组成_3.N₄环由Si-o-Si键加入。在O-Sialon，Al和O更换一些Si和N原子。

O-SiAlONs来自国际Syalons

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。

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