什么是Sialon陶瓷?

β-SiAlON陶瓷

β-SiAlON是基于β-Si中存在的原子排列3.N4．在sialon公式的这种构型中，Si被Al取代，相应的N被o取代，这样β-Si中硅的三分之二就被取代了3.N4可以被铝取代而不会引起结构的变化。化学取代是用Si-N键代替Al-O键。两者的键长基本相同，但Al-O键强度明显高于Si-N键。在SiAlON中，Al被协调为AlO4而不是AlO6如氧化铝(铝)2O3.)．因此，β-SiAlON中的Al- o键强度比Al强50%2O3.．因此，sialon本质上比Si有更好的性能3.N4和艾尔2O3.．

显示Syalon 101微观结构的显微照片。细小的β -sialon (β)颗粒围绕着小的玻璃袋(g)。

β-SiAlON有通式如果六个艾尔zOzN8-z其中z在0-4.2之间变化，需要烧结添加剂，如钇(Y2O3.)、氧化镁(MgO)或稀土氧化物以致密化。作为固溶体，β-SiAlON的蒸汽压比Si低3.N4因此，SiAlON会在较低的温度下形成更多的液体。β-SiAlON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较低的蒸汽压减少了高温下的分解，因此SiAlON在热力学上比Si更稳定3.N4．

产生的β-SiAlONs欧宝体育连接用钇作烧结助剂。当烧结温度超过1700℃时，细长的六角形β-SiAlON晶粒在烧结添加剂如钇、氧化铝、二氧化硅和氮化铝形成的氮化氧液相中析出和生长。随后，冷却液相形成耐火晶间玻璃。这就产生了物质Syalon 101。这种材料具有拉长的β晶粒，具有高强度和韧性的特点。

通过控制加工，可以将晶间玻璃转化为钇铝石榴石(YAG)，这是一种难熔结晶相。这使材料具有更好的高温性能，材料可以在高达1350°C的温度下保持其强度。这种材料是Syalon 201。

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α-SiAlON陶瓷

Si的第二种形式3.N4与SiAlON同结构的是α-Si3.N4．α-Si的堆积结构3.N4不同于β-Si3.N4在这种情况下，贯穿β结构的长“通道”每隔一段时间就被阻塞。这就产生了一系列的间质孔。在每一个Si中12N16单位细胞有两个间质孔。在α-SiAlONs中，Si在四面体结构中被Al取代，N被o取代的数量有限，通过修饰占据间隙孔洞的阳离子来满足配价要求。通过这种方式，例如钇(Y)，钙(Ca)，锂(Li)和钕(Nd)的阳离子可以被纳入结构。因此α-SiAlON具有通式我x如果12 - (m + n)艾尔m + nOnN16-n其中x<2, Me是修饰阳离子。

α-SiAlON相区可以用相邻相图表示，该相图显示了基于Y2O3.添加剂。这是一个Jänecke棱镜，是最方便的方式来显示五组分SiAlON系统，即Me-Si-Al-O-N。α-SiAlON相区是Si中的阴影区3.N4yn。艾尔2O3.-AlN。艾尔2O3.飞机。还可以看到β-SiAlON固溶体沿Si延伸3.N4-AlN。艾尔2O3.线，从而形成α-SiAlON平面的边界。这导致形成混合α:β-SiAlONs的可能性。

Y-Si-Al-O-N体系相图。

α- sialons的形成与β-SiAlONs相似，因为α相是从氮氧化物液相中析出的。在反应过程中，随着改性阳离子加入到α-SiAlON结构中，液量逐渐减少。因此，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，这与β-SiAlONs一样，通常可以转化为难熔结晶相。因此，通过精心控制成分和烧结周期，可以形成具有优异高温性能的α-SiAlON陶瓷。α-SiAlON晶粒倾向于具有小的等轴形貌，这导致材料的强度和韧性低于β-SiAlON。α-SiAlON的硬度高于β-SiAlON。

混合α:β-SiAlON陶瓷

如上所述，可以通过控制起始成分和工艺来开发混合α:β-SiAlONs。因此，可以对材料进行定制，使其具有β-SiAlON的高强度和韧性，以及α-SiAlON的高硬度和高温性能。欧宝体育连接国际Syalons生产混合α:β-SiAlON，可作为Syalon 050。

O-SiAlON陶瓷

sialon的最终形式O-SiAlON与氧化氮化硅(Si2N2O). Si的结构2N2O由硅层组成3.N4由Si-O-Si键连接的环。在O- sialon中，Al和O取代了一些Si和N原子。

欧宝体育连接国际Syalons不生产O-SiAlON陶瓷，这是一种低等级的耐火陶瓷，除了成本以外，没有比β-SiAlON更好的优点，尽管α-和β-SiAlON优越的性能提供了更长的使用寿命，从而抵消了任何假定的成本效益。