Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 5, стр. 619-625

Кинетические и методические проблемы прямого синтеза “АЛОНа” (9Al2O3 · 5AlN)

К. Г. Сморчков a, Н. А. Грибченкова a, А. С. Алиханян a*

a Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
119991 Москва, Ленинский пр-т, 31, Россия

* E-mail: alikhan@igic.ras.ru

Поступила в редакцию 08.11.2019
После доработки 12.12.2019
Принята к публикации 27.12.2019

Аннотация

Исследована кинетика прямого взаимодействия оксида и нитрида алюминия при температурах 1700, 1780°С в условиях низкого давления (р ≤ 1 Па). Показано, что в процессе реакции без потери массы образуется двухфазный неравновесный продукт [АЛОН + AlN] с составом “АЛОНа” (AlON), обогащенным оксидом алюминия. Реакция, протекающая в восстановительных условиях, сопровождается потерей массы и образованием равновесного двухфазного продукта [АЛОН + AlN], в котором оксонитридная шпинель обогащена нитридом алюминия. Установлены основные методические требования для прямого синтеза “АЛОНа” с высокими оптическими и механическими характеристиками.

Ключевые слова: высокотемпературный синтез, оксонитрид алюминия, рентгенофазовый анализ, фазовый состав

DOI: 10.31857/S0044457X20050220

Список литературы

  1. Yamaguchi G., Yanagida H. // J. Chem. Soc. Jpn. 1959. V. 32. P. 1264. https://doi.org/10.1246/bcsj.32.1264

  2. Long G., Foster L.M. // J. Am. Ceram. Soc. 1961. V. 44. № 6. P. 255. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1961.tb15373.x

  3. Lejus A.M. // Rev. Int. Hautes Tempér et Réfract. 1964. V. 1. № 1. P. 53.

  4. McCauley J.W., Corbin N.D. // J. Am. Ceram. Soc. 1979. V. 62. № 9–10. P. 476. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1979.tb19109.x

  5. McCauley J.W., Corbin N.D. // Progress in Nitrogen Ceramics / Ed. Riley F.L. V. 65. Springer, 1983. P. 111. https://doi.org/10.1007/978-94-009-6851-6_8

  6. Sakai T. // J. Ceram. Assoc. Jpn. / Ed. Yogyo Kyokai-shi. 1978. V. 86. № 991. P. 125. https://doi.org/10.2109/jcersj1950.86.991_125

  7. Sakai T. // J. Am. Ceram. Soc. 1981. V. 64. № 3. P. 135. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1981.tb10243.x

  8. Willems H.X., Hendrix M.M.R.M., Metselaar R. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 1992. V. 10. № 4. P. 327. https://doi.org/10.1016/0955-2219(92)90088-U

  9. Tabary P., Servant C. // Calphad. 1998. V. 22. № 2. P. 179. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(98)00023-6

  10. Tabary P., Servant C. // J. Appl. Crystallogr. 1999. V. 32. № 2. P. 241. https://doi.org/10.1107/S0021889898012497

  11. Wang X., Li W., Seetharaman S. // Scandinavian J. Metallurgy. 2002. V. 31. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1034/j.1600-0692.2002.310101.x

  12. Nakao W., Fukuyama H., Nagata K. // J. Electrochem. Soc. 2003. V. 150. № 2. P. J1. https://doi.org/10.1149/1.1537757

  13. McCauley J.W., Parimal P., Chen M. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2009. V. 29. № 2. P. 223. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.03.046

  14. Ado G., Billy M., Guillo P., Lefort P. // Industrie Ceramique (Paris). 1985. V. 792. P.173.

  15. McCauley J.W. // J. Am. Ceram. Soc. 1978. V. 61. № 7–8. P. 372. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1978.tb09336.x

  16. Raytheon patents: #4,481,300 (1984); #4,520,116 (1985); #4,686,070 (1987) #4,720,362 (1988).

  17. McCauley J.W., Krishnan K.M., Rai R.S. et al. // Ceramic Microstructures’86 / Ed. Pask J., Evans A. Plenum Publishing Corp., Springer US, 1988. P. 577. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-1933-7_59

  18. Corbin N.D. // J. Eur. Ceram. Soc. 1989. V. 5. № 3. P. 143. https://doi.org/10.1016/0955-2219(89)90030-7

  19. McCauley J.W. // Aluminum Nitride and AlON Ceramics, Structure and Properties Elsevier’s Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Elsevier Science Ltd. 2001. P. 1272. https://doi.org/10.1016/b0-08-043152-6/00028-0

  20. Sullivan R.M. // A historical view of ALO№ In Proceedings of SPIE, Window and Dome Technologies and Materials IX, V. 5786 / Ed. Tustison R.W. 2005. P. 23–32. https://doi.org/10.1117/12.598031

  21. Takebe H., Kameda T., Komatsu M. et al. // J. Ceram. Soc. Jpn. Inter. Edn. 1989. V. 97. № 2. P.166. https://doi.org/10.2109/jcersj.97.166

  22. Collongues R., Gilles J.C., Lejus A. et al. // Mater. Res. Bull. 1967. V. 2. № 9. P. 837. https://doi.org/10.1016/0025-5408(67)90092-X

  23. Chen C.F., Savrun E., Ramirez A.F. // Ceramics Today – Tomorrow’s Ceramics. Proc. 7th Int. Meeting on Modern Ceramics Technologies / Ed. Vincenzini P. Elsevier, 1991. P. 1295–1309.

  24. Corbin N.D., McCauley J.W. // Proc. SPIE 1981, San Diego, United States. 1982. V. 0297. P. 19. https://doi.org/10.1117/12.932479

  25. Rafaniello W., Cutler I.B. // Comm. Am. Ceram. Soc. 1981. V. 64. № 10. P. 128. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1981.tb10232.x

  26. Ish-Shalom M. // J. Mater. Sci. Lett. 1982. V.1. № 4. P. 147. https://doi.org/10.1007/BF00730944

  27. Zheng J., Forslund B. // J. Eur. Ceram. Soc. 1995. V. 15. № 11. P. 1087. https://doi.org/10.1016/0955-2219(95)00078-9

  28. Li Y., Li N., Yuan R. // J. Mater. Sci. 1997. V. 32. № 4. P. 979. https://doi.org/10.1023/A:1018518103842

  29. Li Y., Li N., Yuan R. // J. Mater. Sci. Lett. 1997. V. 16. № 3. P. 185. https://doi.org/10.1023/A:1018574917741

  30. Li Y., Li N., Yuan R. // J. Mater. Sci. 1999. V. 34. № 11. P. 2547. https://doi.org/10.1023/A:1004636312836

  31. Bandyopadhyay S., Rixecker G., Aldinger F. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2002. V. 85. № 4. P. 1010. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2002.tb00212.x

  32. Gorter H., Dortmans L.J.M.G., Bos B. // 27th International Cocoa Beach Conference on Advanced Ceramics and Composites: A: Ceramic Engineering and Science Proceedings. John Wiley & Sons, Inc. 2008. V. 24. № 3. P. 433. https://doi.org/10.1002/9780470294802.ch62

  33. Balázsi C., Furkó M., Szira F. et al. // Acta Materialia Transylvanica. 2019. V. 2. № 1. P. 7. https://doi.org/10.33923/amt-2019-01-02

  34. Shan Y., Zhang Z., Sun X. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2016. V. 36. № 3. P. 671. https://doi.org/10.1016/j.jeurcer-amsoc.2015.10.026

  35. Zhang N., Liang B., Wang X.Y. // Sci. Engineer. A. 2011. V. 528. № 19-20. P. 6259. https://doi.org/10.1016/j.msea.2011.04.072

  36. Jiang N., Liu Q., Xie T. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2017. V. 37. № 13. P. 4213. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.04.028

  37. Chen F., Zhang F., Wang J. et al. // J. Alloys Compd. 2015. V. 659. P. 757. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.08.028

  38. Sahin F.C., Kanbur H.E., Apak B. // J. Eur. Ceram. Soc. 2012. V. 32. № 4. P. 925. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.10.043

  39. Li X., Huang J., Luo J. // Trans. Ind. Ceram. Soc. 2017. V. 76. № 1. P. 14. https://doi.org/10.1080/0371750X.2016.1257956

  40. Hildenbrand D.L., Hall W.F. // J. Phys. Chem. 1963. V. 67. № 4. P. 888. https://doi.org/10.1021/j100798a041

  41. Gribchenkova N.A., Beresnev E.N., Smorchkov K.G. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2015. V. 60. № 9. P. 1137. [Грибченкова Н.А., Береснев Э.Н., Сморчков К.Г. и др. // Журн. неорган. химии. 2015. Т. 60. № 9. С. 1247.]https://doi.org/10.1134/S0036023615090089

Дополнительные материалы отсутствуют.