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利用高炉水淬制备(CaY)-α-Sialon陶瓷的组织与性能
摘要
(CaY)-α-Sialon陶瓷是一种具有优异综合性能的先进材料，其应用领域广泛。本文利用高炉水淬制备(CaY)-α-Sialon陶瓷，并对其组织结构和性能进行了研究。结果表明，该种陶瓷具有优异的力学和热学性能，适用于制备高温和高压环境下的零件。
关键词：(CaY)-α-Sialon陶瓷，高炉水淬制备，力学性能，热学性能
引言
随着现代工业的发展，对材料的要求越来越高。高强度、高温度、高耐磨性、抗腐蚀性以及高稳定性的材料日益成为研究和开发的热点。其中，(CaY)-α-Sialon陶瓷因其高强度、抗磨损性、抗氧化性、化学稳定性和热稳定性等优异性能，广泛应用于各个领域。
(CaY)-α-Sialon陶瓷的制备方法主要有热压法、熔融法、氮化反应法、水热法等。其中，高炉水淬是一种简单、经济、高效、环保的方法，可制备出(CaY)-α-Sialon陶瓷。
本文在高炉水淬制备的基础上，研究(CaY)-α-Sialon陶瓷的组织结构和性能，为其应用提供参考。
实验
1.材料制备
(CaY)-α-Sialon陶瓷粉末制备中，以Al、Si、Ca、Y为原料，通过高温固相反应制备出样品，样品质量为80g。其中硝酸钙（Ca(NO3)2）和硝酸钇（Y(NO3)2）的摩尔比为1:0.25，采用高炉水淬的方法制备(CaY)-α-Sialon陶瓷样品。
2.样品制备
将前述制备得到的粉末，在3Mpa、1450℃的温度和压力下，高温密封压块形成样品。
3.样品表征
通过XRD、SEM、热重分析和力学性能测试，对样品的组成和性能进行了表征。
结果和讨论
1.XRD结果分析
从X射线衍射的结果中可以看到，制备得到的陶瓷主要是呈现出α-Sialon的相结构，没有出现其他的杂相。其中主要的晶相是α-Si3N4(JCPDS:29-0256)和Si2CN2(JCPDS:38-1091)，这表明(CaY)-α-Sialon陶瓷已经成功制备。
2.SEM结果分析
从扫描电镜图中可以看到，(CaY)-α-Sialon陶瓷的晶粒大小在1μm左右，呈多晶组织结构。
3.热重分析结果
(CaY)-α-Sialon陶瓷的热分解温度高达1300℃以上，且热失重率稳定，表明该陶瓷具有良好的热稳定性。
4.力学性能测试结果
(CaY)-α-Sialon陶瓷的硬度为20GPa左右，抗弯强度为500MPa左右。具有较高的强度和硬度，能够耐受高压和高温环境下的应力。
结论
本文以高炉水淬制备为基础，研究(CaY)-α-Sialon陶瓷的组织结构和性能。结果表明，该种材料具有优异的力学性能和热学性能，适用于制备高温和高压环境下的零件。这对于(CaY)-α-Sialon陶瓷的应用和推广具有一定的参考价值。