一维β-SiAlON材料可控合成

以Si粉、Al粉和Al2O3粉为原料压制成条样,在1650~1850 K氮气和埋Si3N4颗粒气氛下分别合成了β-SiAlON晶须、带状和柱状晶,并系统研究了一维β-SiAlON材料可控合成条件,进而结合热力学分析了一维β-SiAlON材料的生长机制。结果表明:以Si粉、Al粉和Al2O3为原料,在氮气(纯度99.9%)和埋Si3N4颗粒气氛下在1650~1850 K保温6 h,可以合成不同形貌的一维β-SiAlON材料。生长温度是一维β-SiAlON材料形貌控制的关键因素。生长温度为1650 K时,合成了β-SiAlON晶须,晶须直径200~400 nm,长径比100~1000;生长温度在1700~1800 K时,可以合成β-SiAlON带状晶体,厚度为200 nm,宽度为1~4μm,长宽比在10~20之间;生长温度升高至1800 K时,出现大量柱状晶体。结合晶须显微结构形貌和热力学分析,β-SiAlON晶须的生长机制为气–固(VS)生长机制。