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1700 ℃流动氮气下金属铝–镁铝尖晶石复合材料的物相组成与反应机理
作者:闫明伟1 2 杨裕民3  勇4 刘开琪1 2 孙广超1 2 张佳钰1 胡超权2 
单位:1. 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室 2. 中科院过程工程研究所南京3. 中航天水高新磨料有限公司4. 北京科技大学材料科学工程学院 
关键词:壳核结构 富氧化铝镁铝尖晶石 镁阿隆 氮化铝固溶体 
分类号:
出版年,卷(期):页码:2021,49(3):590-596
DOI:
摘要:
研究了高纯氮气下先后进行580 ℃保温8 h、1 700 ℃保温3 h热处理后Al–MgAl2O4复合材料的物相组成和反应机理。结果表明:经580 ℃保温8 h后,Al–MgAl2O4复合材料形成分层现象,即外层区含金属铝–氮化铝壳核结构。当温度升至某一特定值时,金属铝–氮化铝壳核结构破裂,金属铝Al(l/g)溢出/逸出,与N2和O2分别反应生成AlN和Al2O(g),促进化学计量比的镁铝尖晶石(MgAl2O4)分解形成富氧化铝的镁铝尖晶石(Al2O3-rich spinel)和镁蒸气(Mg(g))。一方面,AlN与富氧化铝的镁铝尖晶石形成MgAlON尖晶石;另一方面,AlN与Mg(g)和O2发生固溶体反应生成氮化铝固溶体,(Mg,Al)(N,O)。内层区的材料物相组成不同于外层区,含有许多由气–气反应Al2O(g)+O2(g)+N2(g)+Mg(g)→MgAlON(s)或Al(g)+O2(g)+N2(g) +Mg(g)→MgAlON(s)生成的片状MgAlON;此外,内层区富氧化铝的镁铝尖晶石没有进一步转变为MgAlON尖晶石。
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