更新时间:2022-09-25 19:38
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。
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SiC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Jack、Wilson和日本的Oyama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 等和沈志坚等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,Krevel 等和谢荣军等分别提出由SiAlON 基光转换材料可用来获得白光LED。
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。解荣军等以Ca2+ 作为α2SiAlON 的稳定离子, 通过改变掺杂离子,如Eu2+ 、Ce3+、Yb2+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Ca2α2SiAlON :Eu2+ 体系中,当Eu2+ 离子浓度≥0.075at %时,荧光发光强度出现猝灭 。
另外,Hirosaki 等以柱状晶β2SiAlON 为基体,获得了峰值为535nm 的绿光发射光转换材料。 SiAlON 基光转换材料通常采用气压烧结( GPS) 或热压烧结( HP) 合成,反应条件较为苛刻。Suehiro 等 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 %。