[科普中國(guó)]-賽隆

賽隆是一種組成范圍很寬的固溶體。賽隆制品的性能與其組成和燒結(jié)致密程度有密切關(guān)系。賽隆的燒結(jié)方式有反應(yīng)燒結(jié)，熱壓燒結(jié)和常壓燒結(jié)等。

簡(jiǎn)介燒結(jié)方法反應(yīng)燒結(jié)即是高溫固相反應(yīng)法合成β-sialon的過(guò)程，β-sialon的合成與燒結(jié)同時(shí)完成。Y2O3作為燒結(jié)助劑被廣泛采用，其作用一是在燒結(jié)體中產(chǎn)生液相并固溶到晶體中促進(jìn)燒結(jié)；二是增加燒結(jié)體的密度與韌性。反應(yīng)燒結(jié)法制備β-sialon過(guò)程簡(jiǎn)單，但燒結(jié)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量直徑為20-120μm的球形氣孔，坯體難于高度致密化。

熱壓燒結(jié)則可以有效地抑制氣孔的生成。常壓燒結(jié)適合于耐火材料的批量生產(chǎn)。它是將預(yù)先合成的β-sialon粉末加燒結(jié)助劑成形后于氮?dú)鈿夥罩袩Y(jié)。此法經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，但燒結(jié)體密度和強(qiáng)度均較低。

應(yīng)用由于Sialon的燒結(jié)性能遠(yuǎn)優(yōu)于氮化硅，在低溫度下可以用無(wú)壓燒結(jié)的Sialon材料來(lái)代替熱壓燒結(jié)的氮化硅制品，從而減少能源消耗，降低成本。Sialon材料的應(yīng)用是多方面的，如用作模具，金屬壓延或拉絲模，金屬切削刀具，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)油閥和挺桿墊片，焊接定位銷釘，軸承等。在耐火材料工業(yè)，Sialon主要用作結(jié)合相，如Sialon結(jié)合SiC制品，剛玉制品以及Sialon結(jié)合氮化硼復(fù)合材料等。1

相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)背景1972 年賽隆( SiAlON) 首先由英國(guó)的Jack、Wilson和日本的Oyama發(fā)現(xiàn)。長(zhǎng)期以來(lái),SiAlON，主要作為一種結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行研究。1996 年和1997 年由Karunaratne 等和沈志堅(jiān)等首先分別報(bào)道了稀土離子摻雜SiAlON 的光學(xué)性能，從而開(kāi)啟了將SiAlON 作為功能材料研究的大門。但直到2002 年，Krevel 等和謝榮軍等分別提出由SiAlON 基光轉(zhuǎn)換材料可用來(lái)獲得白光LED。

主要研究關(guān)于SiAlON 基光轉(zhuǎn)換材料的研究尚屬前沿課題，主要集中在光譜剪裁和合成工藝等方面。解榮軍等以Ca2+ 作為α2SiAlON 的穩(wěn)定離子， 通過(guò)改變摻雜離子，如Eu2+ 、Ce3+、Yb2+等，分別獲得了峰值為583～605nm、500nm、549nm、573～577nm 的帶狀發(fā)射光譜。同時(shí)隨著稀土摻雜離子濃度的增加，出現(xiàn)了濃度猝滅效應(yīng)，如在Ca2α2SiAlON ：Eu2+ 體系中，當(dāng)Eu2+ 離子濃度≥0.075at %時(shí)，熒光發(fā)光強(qiáng)度出現(xiàn)猝滅 。

另外，Hirosaki 等以柱狀晶β2SiAlON 為基體，獲得了峰值為535nm 的綠光發(fā)射光轉(zhuǎn)換材料。 SiAlON 基光轉(zhuǎn)換材料通常采用氣壓燒結(jié)( GPS) 或熱壓燒結(jié)( HP) 合成，反應(yīng)條件較為苛刻。Suehiro 等 以氣相還原氮化( GRN) 一步(無(wú)需機(jī)械破碎) 合成了粉體的光轉(zhuǎn)換材料。對(duì)比GPS 合成方法，粉體顆粒表現(xiàn)出非團(tuán)聚、尺寸分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，并且反應(yīng)溫度從1700～2000 ℃下降為1400～1500 ℃，經(jīng)熱處理后發(fā)光強(qiáng)度提高了大約42 %～62 %。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)