论文摘要
尖晶石型氮氧化铝（AlON）是Al2O3-AlN体系中一种重要的化合物,由于它具有优良的力学、化学和光学性能,因而成为颇具潜力的新型陶瓷材料。首先本论文采用Al2O3和AlN为原料在氮气气氛下成功地合成了AlON粉体。研究了原料成分配比、合成温度、保温时间和不同晶形Al2O3对合成AlON粉体含量的影响。研究表明：原料Al2O3和AlN的质量比为81：18、合成工艺为1750℃×2h时,得到AlON相的含量能达到95%以上,不同晶形的Al2O3（a和γ）对合成AlON的含量影响不大。其次本论文利用不同晶形的Al2O3（α和γ）合成的AlON粉体,通过热压烧结研究了热压温度对AlON单相陶瓷烧结致密化的影响。结果表明：在N2气氛中单向加压25MPa保温40min时,随着热压温度的增加,AlON陶瓷的体积密度增加、开口气孔率下降；当热压温度达到1850℃时,AlON陶瓷的体积密度和开口气孔率分别达到3.5g/cm3和1%,之后变化不再明显；利用α-Al2O3合成的AlON粉体比用γ-Al2O3合成的粉体具有更好的烧结活性,当热压温度较低时,在相同的热压条件下用前者制备的AlON陶瓷的体积密度均大于后者,但当热压温度达到1900℃时两种粉体热压烧结后的致密度基本相同,均能达到99%。最后论文研究了SiC的含量对AlON/SiC复相陶瓷致密化特性、力学性能和断口形貌的影响。结果表明：随着SiC含量的增加复合材料的体积密度基本保持不变,硬度呈降低变化趋势,抗弯强度出现先增加后降低的变化趋势。当SiC含量为8%时复合材料的性能最佳,体积密度为3.37g/cm3,硬度为18.49GPa,抗弯强度为310MPa；SiC的加入改变了AlON的断裂模式,在研究范围内随着SiC含量的增加复合材料的断口由沿晶断裂为主开始转变为以穿晶断裂为主,最后转变为以混合方式发生断裂；SiC提高AlON/SiC复合材料强度的主要机制为SiC引起的热膨胀失配和细晶强化。