賽隆

賽隆是一種組成範圍很寬的固溶體。賽隆製品的性能與其組成和燒結緻密程度有密切關係。賽隆的燒結方式有反應燒結，熱壓燒結和常壓燒結等。

基本介紹

• 中文名：賽隆
• 外文名：SiAlON
• 屬性：組成範圍很寬的固溶體。
• 原理：高溫固相反應法合成
• 發現時間：1972 年
• 直徑：為20-120μm的

簡介

燒結方法

反應燒結即是高溫固相反應法合成β-sialon的過程，β-sialon的合成與燒結同時完成。Y₂O₃作為燒結助劑被廣泛採用，其作用一是在燒結體中產生液相併固溶到晶體中促進燒結；二是增加燒結體的密度與韌性。反應燒結法製備β-sialon過程簡單，但燒結過程中會產生大量直徑為20-120μm的球形氣孔，坯體難於高度緻密化。

熱壓燒結則可以有效地抑制氣孔的生成。常壓燒結適合於耐火材料的批量生產。它是將預先合成的β-sialon粉末加燒結助劑成形後於氮氣氣氛中燒結。此法經濟簡便，但燒結體密度和強度均較低。

套用

由於Sialon的燒結性能遠優於氮化矽，在低溫度下可以用無壓燒結的Sialon材料來代替熱壓燒結的氮化矽製品，從而減少能源消耗，降低成本。Sialon材料的套用是多方面的，如用作模具，金屬壓延或拉絲模，金屬切削刀具，汽車發動機油閥和挺桿墊片，焊接定位銷釘，軸承等。在耐火材料工業，Sialon主要用作結合相，如Sialon結合SiC製品，剛玉製品以及Sialon結合氮化硼複合材料等。

相關資料

發現背景

1972 年賽隆( SiAlON) 首先由英國的Jack、Wilson和日本的Oyama發現。長期以來,SiAlON，主要作為一種結構材料進行研究。1996 年和1997 年由Karunaratne 等和沈志堅等首先分別報導了稀土離子摻雜SiAlON 的光學性能，從而開啟了將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 基光轉換材料可用來獲得白光LED。

主要研究

關於SiAlON 基光轉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 的穩定離子， 通過改變摻雜離子，如Eu²⁺ 、Ce³⁺、Yb²⁺等，分別獲得了峰值為583～605nm、500nm、549nm、573～577nm 的帶狀發射光譜。同時隨著稀土摻雜離子濃度的增加，出現了濃度猝滅效應，如在Ca₂α₂SiAlON ：Eu²⁺ 體系中，當Eu²⁺ 離子濃度≥0.075at %時，螢光發光強度出現猝滅 。

另外，Hirosaki 等以柱狀晶β₂SiAlON 為基體，獲得了峰值為535nm 的綠光發射光轉換材料。 SiAlON 基光轉換材料通常採用氣壓燒結( GPS) 或熱壓燒結( HP) 合成，反應條件較為苛刻。Suehiro 等 以氣相還原氮化( GRN) 一步(無需機械破碎) 合成了粉體的光轉換材料。對比GPS 合成方法，粉體顆粒表現出非團聚、尺寸分布均勻等優點，並且反應溫度從1700～2000 ℃下降為1400～1500 ℃，經熱處理後發光強度提高了大約42 %～62 %。