研究目的
采用固相反应法在低温下快速制备单相AlON粉末以避免粗化和团聚，并研究原料粒径、混合均匀性、AlN含量、合成温度及保温时间对合成过程的影响。
研究成果
采用优化原料制备的固相反应法，在低温（1680°C）和短时间（20分钟）条件下成功合成了单相AlON粉末。所得细粉（D50=320纳米）展现出优异的透明AlON陶瓷制备性能，证实了该方法在快速低温合成方面的有效性。
研究不足
该研究在工业化生产的可扩展性方面可能存在局限，粉末均匀性可能存在潜在差异，且需进一步优化烧结条件以提高陶瓷的透明度和机械性能。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用固相反应法，以Al2O3和AlN粉末为原料合成AlON粉末，重点降低合成温度与时间。通过球磨减小粒径并提升均匀性，随后进行煅烧与烧结处理。
2：样品选择与数据来源：
原料包括纳米级Al2O3粉末（平均粒径D50约150 nm）与微米级AlN粉末（D50约3 μm），均购自圣诺纳米科技有限公司?；旌衔锇床煌珹lN摩尔比（68-80% Al2O3）配制。
3：实验设备与材料清单：
设备包含尼龙罐配氧化铝球的球磨机、石墨炉、高温计、TempCheks温度校准仪、激光粒度分析仪（MS 3000，马尔文仪器有限公司）、X射线衍射仪（DX-2700，丹东方圆仪器有限公司）、带EDS的扫描电镜（Phenom XL，Phenom World有限公司）及光谱仪（Cary 630 FTIR与Cary 6000i，安捷伦科技）。材料包括高纯氧化铝球、无水乙醇及Y2O3粉末。
4：实验流程与操作步骤：
先将AlN粉末球磨减小粒径，再与Al2O3混合二次球磨?；旌衔锞稍?、研磨、过筛后，在氮气氛围的石墨炉中于1620-1700°C煅烧10-120分钟。所得粉末经除碳处理、球磨、干燥、过筛后与Y2O3混合，压制成坯体并在1950°C无压烧结12小时。最终陶瓷样品经研磨抛光处理。
5：数据分析方法：
采用XRD分析物相组成，激光粒度仪测定粒径分布，SEM与EDS观察微观结构及元素分布，光谱仪测试光学透过率。
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Laser particle size analyser
MS 3000
Malvern Instruments Ltd.
Measure particle size distribution of powders
暂无现货
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Spectrometer
Cary 630 FTIR
Agilent Technologies
Measure optical transmittance for 1.8–7.0 μm wavelengths
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Spectrometer
Cary 6000i
Agilent Technologies
Measure optical transmittance for 0.2–1.8 μm wavelengths
Cary 60 UV-Vis Spectrophotometer
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Al2O3 powder
D50: ~150 nm
St-Nano Science & Technology Co., Ltd.
Raw material for synthesizing AlON powders
暂无现货
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AlN powder
D50: ~3 μm
St-Nano Science & Technology Co., Ltd.
Raw material for synthesizing AlON powders
暂无现货
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Alumina balls
Diameters: 3, 5, 8, 10 mm
Dongzhen Science & Technology Co., Ltd.
Used in ball-milling process to reduce particle size
暂无现货
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X-ray diffractometer
DX-2700
Dangdong Fangyuan Instruments Co., Ltd.
Identify phases of the powders
暂无现货
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Scanning electron microscope
Phenom XL
Phenom World Ltd.
Analyze microstructures and elemental mappings
暂无现货
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Y2O3 powder
D50 = 50 nm
St-Nano Science & Technology Co. Ltd.
Additive for sintering AlON ceramics
暂无现货
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