1700℃流動氮氣下金屬鋁–鎂鋁尖晶石復合材料的物相組成與反應機理(英文)

編號：CYYJ02362

篇名：1700℃流動氮氣下金屬鋁–鎂鋁尖晶石復合材料的物相組成與反應機理(英文)

作者：閆明偉 楊裕民 李勇 劉開琪 孫廣超 張佳鈺 胡超權

關鍵詞： 殼核結構 富氧化鋁鎂鋁尖晶石 鎂阿隆 氮化鋁固溶體

機構： 中國科學院過程工程研究所多相復雜系統(tǒng)國家重點實驗室

摘要： 研究了高純氮氣下先后進行580℃保溫8 h、1 700℃保溫3 h熱處理后Al–MgAl2O4復合材料的物相組成和反應機理。結果表明:經(jīng)580℃保溫8 h后,Al–MgAl2O4復合材料形成分層現(xiàn)象,即外層區(qū)含金屬鋁–氮化鋁殼核結構。當溫度升至某一特定值時,金屬鋁–氮化鋁殼核結構破裂,金屬鋁Al(l/g)溢出/逸出,與N2和O2分別反應生成AlN和Al2O(g),促進化學計量比的鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)分解形成富氧化鋁的鎂鋁尖晶石(Al2O3-rich spinel)和鎂蒸氣(Mg(g))。一方面,AlN與富氧化鋁的鎂鋁尖晶石形成MgAlON尖晶石;另一方面,AlN與Mg(g)和O2發(fā)生固溶體反應生成氮化鋁固溶體,(Mg,Al)(N,O)。內層區(qū)的材料物相組成不同于外層區(qū),含有許多由氣–氣反應Al2O(g)+O2(g)+N2(g)+Mg(g)→MgAlON(s)或Al(g)+O2(g)+N2(g)+Mg(g)→MgAlON(s)生成的片狀MgAlON;此外,內層區(qū)富氧化鋁的鎂鋁尖晶石沒有進一步轉變?yōu)镸gAlON尖晶石。