Konsolidacja proszku tlenoazotku glinu otrzymanego metodą SHS

• Autorzy: Domagała J. , Zdziebło K. , Lach R. , Bućko M.M.

Warianty tytułu

EN

Consolidation of SHS-derived aluminium oxynitride powder

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z materiałów o wysokim potencjale aplikacyjnym jako materiał ogniotrwały jest tlenoazotek glinu o strukturze typu spinelu, γ-alon. Materiały na jego bazie, zarówno jednofazowe jak i kompozyty, cechują się dobrymi właściwości mechanicznymi, wysoką odpornością na wstrząsy cieplne, a także wysoką odpornością erozyjną i korozyjną. Dodatkową zaletą γ-alonu jest możliwość wytwarzania metodą SHS stosunkowo dobrze spiekających się proszków, które jednak charakteryzują się słabą prasowalnością. W pracy opisano sposób formowania wyrobów z γ-alonu z wykorzystaniem reakcji hydrolizy azotku glinu, będącego jednym z produktów syntezy SHS, i utworzeniem połączeń wodorotlenkowych. Wypraski sporządzone z proszku z dodatkiem 10-procent masowych wody po dwutygodniowym przechowywaniu miały wytrzymałość dochodzącą do 30 MPa i porowatość otwartą poniżej 30%. Spiekanie swobodne tego typu wyprasek w temperaturze 1700 °C, w czasie poniżej minuty pozwoliło na osiągnięcie gęstości teoretycznej wynoszącej 95%.

EN

Aluminium oxynitride with the spinel-type structure, γ-alon, is the material with high potential for refractory applications. Single-phase alon materials or composites show good mechanical properties, i.e. high thermal shock, high corrosion and erosion resistances. Another advantage concerning γ-alon is the possibility of the usage of the SHS method for producing relatively good powders for sintering, but of rather poor compressibility. This paper describes a method of compaction of SHS-derived γ-alon powder using the hydrolysis reaction of aluminium nitride, which belongs to the products of SHS synthesis. The green bodies made from the powder with an addition of 10 wt.% of water after two weeks of storage reached a strength level up to 30 MPa and an open porosity less than 30%. Pressureless sintering of those compacts for less than one minute at 1700 °C allowed achieving materials of 95% of theoretical density.

Słowa kluczowe

PL

tlenoazotek glinu; SHS; AlN; hydroliza; konsolidacja

EN

aluminium oxynitride; SHS; AlN; hydrolysis; consolidation

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 3
• Strony: 272--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Domagała J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Zdziebło K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Lach R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Bućko M.M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCiMO, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] McCauley, J.W., Patel, P., Chen, M., Gilde, G., Strassburger, E., Paliwal, B., Ramesh, K.T., Dandekar D.P.: AlON: A brief history of its emergence and evolution, J. Eur. Ceram. Soc., 29, (2009), 223-236.
• [2] McCauley, J.W., Corbin, N.D.: Phase relations and reaction sintering of transparent cubic aluminum oxynitride spinel (ALON), J. Am. Ceram. Soc., 62, (1979), 476-479.
• [3] Patel, P.J., Gilde, G.A., Dehmer, P.G., McCauley, J.W.: Transparent ceramics for armor and EM window applications, w Proceedings of SPIE Vol. 4102, Inorganic Optical Materials II, wyd. A.J., Marker, E.G., Arthurs, 2000, 1–14.
• [4] Launay, D., Orange, G., Goeuriot, P., Thevenot, F., Fantozzi, G.: Reaction-sintering of an Al2O3–ALON composite determination of mechanical properties, J. Mater. Sci. Lett., 3, (1984), 890-892.
• [5] Domagała, J., Zientara, D., Rutkowski, P., Grabowski, G., Lis, J.: Otrzymywanie i właściwości materiałów w układzie korund-γ-alon, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 63, (2011), 802-808.
• [6] Zientara, D., Bućko, M., Lis, J.: Aluminium oxynitride as a crucible material for melting of nickel-based superalloys, w Proceedings of the 10th International Conference of the European Ceramic Society, wyd. J.G. Heinrich, C.G. Aneziris, Göller Verlag, Baden-Baden, (2007), 1882-1885.
• [7] Yamaguchi, G., Yanagida, H.: Study on the reductive spinel - a new spinel formula AlN-Al2O3 instead of the previous one Al3O4, Bull. Chem. Soc. Jpn., 32, (1959), 1264-1265.
• [8] Corbin, N.D.: Aluminium oxynitride spinel, J. Eur. Ceram. Soc., 5, (1989) ,143-54.
• [9] Kim, I.U., Richards, V.L.: High-temperature electrical conductivity of aluminum oxynitride spinel, J. Am. Ceram. Soc., 68, (1985), C-120.
• [10] Zientara, D., Bućko, M.M., Lis, J.: Alon-based materials prepared by SHS technique, J. Eur. Ceram. Soc., 27, (2007), 775-779.
• [11] Zientara, D., Bućko, M.M., Lis, J.,: Investigation of γ -alon structural evolution during sintering and hot-pressing, Key Eng. Mater., 409 ,(2009), 313-31