Nitrid kerámiák környezetkímélő előállítása és vizsgálata

Environmentally friendly preparation of nitride ceramics and their examination

  • Katalin BALÁZSI
  • Mónika FURKÓ
  • Csaba BALÁZSI
Keywords: ALON, ceramics, powder synthesis, sintering

Abstract

The thermal- and chemical stabilities of aluminum oxynitride (AlON) materials are prominently excellent that makes them perfect candidates for a wide range of applications. This article provides a brief description and comparison of the most common AlON preparation methods along with their advantages and disadvantages. Although there has been extensive research on the material, especially more recently because of increased commercial interest, extensive systematic powder synthesis and processing studies have not been carried out to determine alternate, more cost efficient routes to fully dense transparent bodies. Further optimization of reaction sintering and transient liquid phase sintering could be important processing routes.

Kivonat

Az alumínium-oxinitrid (AlON) kerámiaanyagok hő- és kémiai stabilitása rendkívüli, éppen ezért széleskörűen alkalmazzák különféle iparágakban. Ebben a cikkben röviden összefoglaljuk és összehasonlítjuk a napjainkban használatos főbb AlON-előállítási eljárásokat, kitérve a módszerek előnyeire és hátrányaira. Habár napjainkban a megnövekedett ipari kereslet következtében intenzív fejlesztések és kutatások folynak AlON-kerámiák előállítására, még mindig igény van olyan átfogó kutatásra, újfajta porszintézis és megmunkálás kidolgozására, melynek segítségével költséghatékonyabban és nagyobb mennyiségben lehetne előállítani tömör, ellenálló, átlátszó kerámiákat. Emellett a szinterelési körülmények és az átmeneti folyadékfázisú szinterelés optimalizálása is szükséges lépés.

References

J.W. McCauley, P. Patel, M. Chen, G. Gilde, E. Strassburger, B. Paliwal, K.T. Ramesh, D.P. Dandekar, AlON: A brief history of its emergence and evolution, J. Eur. Ceram. Soc. 29. (2009) 223–236.

J.W. McCauley, N.D. Corbin, Phase Relations and Reaction Sintering of Transparent Cubic AIurninum Oxynitride Spine1 (AION), J. Am. Ceram. Soc. 62. (1979) 476–479.

J.W. McCauley, Structure and Properties of Aluminum Nitride and AlON Ceramics. Army Research Laboratory Aberdeen Proving Ground, (2002) MD 210053069.

Y. Shana, Z. Zhang, X. Suna, J. Xua, Q. Qin, J. Li, Fast densification mechanism of bimodal powder during pressureless sintering of transparent AlON ceramics, J. Eur. Ceram. Soc. 36. (2016) 671–678.

N. Zhang, B. Liang, X.Y. Wang, H.M. Kan, K.W. Zhu, X.J. Zhao, The pressureless sintering and mechanical properties of AlON ceramic, Mat. Sci. Eng. A, 528 (2011) 6259–6262.

N. Jiang, Q. Liu, T. Xie, P. Ma, H. Kou, Y. Pan, J. Li, Fabrication of highly transparent AlON ceramics by hot isostatic pressing post-treatment, J. Eur. Ceram. Soc. 37 (2017) 4213–4216.

F. Chen, F. Zhang, J. Wang, H. Zhang, R. Tian, Z. Zhang, S. Wang, Hot isostatic pressing of transparent AlON ceramics with Y2O3/La2O3 additives, J. Alloys Comp. 650 (2015) 753–757.

J.M. Xue, Q. Liu, T. Xiu, L. Ma, M. Fang, L. Gui, Hot-pressed translucent aluminum oxynitride (AlON) ceramics, Key Eng. Mater. 368-372 (2008) 450–452.

Y. Shan, Z. Zhang, X. Sun, J. Xu, Q. Qin, J. Li, Further experimental investigation on fast densification mechanism of bimodal powder during pressureless sintering of transparent AlON ceramics, Cer. Internat. 43 (2017) 8195–8201.

F.C. Sahin, H.E. Kanbur, B. Apak, Preparation of AlON ceramics via reactive spark plasma sintering, J. Eur. Ceram. Soc. 32 (2012) 925–929.

X. Li, J. Huang, J. Luo, Progress and Challenges in the Synthesis of AlON Ceramics by Spark Plasma Sintering, T. Indian Ceram. Soc. 76/1 (2017) 14–20.

D. Zientara, M.M. Bucko, J. Lis, Dielectric properties of aluminium nitride--AlO materials, J. Eur. Ceram. Soc. 27 (2007) 4051–4054.

J. Zheng, B. Forslund, Carbothermal Synthesis of Aluminium Oxynitride (ALON) Powder: Influence of Starting Materials and Synthesis Parameters, J. Eur. Ceram. Soc. 15 (1995) 1087–l100.

M. Su, Y. Zhou, K. Wang, Z. Yang, Y. Cao, M. Hong, Highly transparent AlON sintered from powder synthesized by direct nitridation, J. Eur. Ceram. Soc. 35 (2015) 1173–1178.

Y.W. Kim, B.H. Park, H.C. Park, Y.B. Lee, K.D. Oh, F. Riley, Sintering, microstructure and mechanical properties of AlON–AlN particulate composites, British Ceram. Trans. 97/3 (1998) 97–104.

Y.W. Kim, H.C. Park, Y.B. Lee, K.D. Oh, R. Stevens, Reaction sintering and microstructural development in the system Al2O3–AlN, J. Eur. Ceram. Soc. 21 (2001) 2383–2391.

Published
2020-04-16
How to Cite
[1]
BALÁZSI, K., FURKÓ, M. and BALÁZSI, C. 2020. Nitrid kerámiák környezetkímélő előállítása és vizsgálata. Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT. 28, (Apr. 2020), 33-36.
Section
A. szekció - Anyagtudomány és technológia