赛隆是一种组成范围很宽的固溶体。赛隆制品的性能与其组成和烧结致密程度有密切关系。赛隆的烧结方式有反应烧结,热压烧结和常压烧结等。
简介
反应烧结即是高温固相反应法合成β-
sialon的过程,β-sialon的合成与烧结同时完成。Y2O3作为烧结助剂被广泛采用,其作用一是在烧结体中产生液相并固溶到
晶体中促进烧结;二是增加烧结体的密度与韧性。反应烧结法制备β-sialon过程简单,但烧结过程中会产生大量直径为20-120μm的球形气孔,坯体难于高度致密化。热压烧结则可以有效地抑制气孔的生成。常压烧结适合于耐火材料的批量生产。它是将预先合成的β-sialon粉末加烧结助剂成形后于
氮气气氛中烧结。此法经济简便,但烧结体密度和强度均较低。
由于
sialon的烧结性能远优于氮化硅,在中,低温度下可以用无压烧结的Sialon材料来代替热压烧结的氮化硅制品,从而减少能源消耗,降低成本。Sialon材料的应用是多方面的,如用作模具,金属压延或拉丝模,金属切削刀具,汽车发动机油阀和挺杆
垫片,焊接定位销钉,轴承等。在耐火材料工业,Sialon主要用作结合相,如Sialon结合
碳化硅制品,
刚玉制品以及Sialon结合
氮化硼复合材料等。
1972 年赛隆(
sialon) 首先由
英国的J ack、Wilson[34 ] 和日
本的Oyama[35 ]发现。长期以来,SiAlON 主要作为一种结构材
料进行研究。1996 年和1997 年由Karunaratne 等[36 ] 和沈志坚
等[37 ] 首先分别报道了稀土离子掺杂SiAlON 的光学性能,从而
开启了将SiAlON 作为功能材料研究的大门。但直到2002 年,
SiAlON 基光转换材料才由Krevel 等[38 ] 和谢荣军等[39 ] 分别提
出可用来获得白光L ED。
目前,关于
sialon 基光转换材料的研究尚属前沿课题,主
要集中在光谱剪裁和合成工艺等方面: ①
解荣军等以Ca2 + 作
为α2SiAlON 的稳定离子, 通过改变掺杂离子, 如Eu2 + [40 ] 、
Ce3 + [41 ] 、Yb2 + [42 ] 等,分别获得了峰值为583~605nm、500nm、
549nm、573~577nm 的带状
发射光谱。同时随着稀土掺杂离子
浓度的增加,出现了浓度猝灭效应,如在
ca(clo)2α2
sialon ∶Eu2 + 体
系中,当Eu2 + 离子浓度≥0. 075at %时,
荧光发光强度出现猝
灭[40 ] 。另外,Hirosaki 等[43 ]以柱状晶β2SiAlON 为基体,获得了
峰值为535nm 的绿光发射光转换材料。② SiAlON 基光转换
材料通常采用气压烧结( GPS) [40~42 ] 或热压烧结( HP) [39 ] 合成,
反应条件较为苛刻。Suehiro 等[44 ] 以气相还原氮化( GRN) 一步
(无需机械破碎) 合成了粉体的光转换材料。对比GPS 合成方
法,粉体颗粒表现出非团聚、尺寸分布均匀等优点,并且反应温
度从1700~2000 ℃下降为1400~1500 ℃,经热处理后发光强度
提高了大约42 %~62 %
参考资料
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