吴泱 银锐明

摘 要：本文系统阐述了凝胶注模成型制备Sialon陶瓷的研究与进展，根据凝胶来源分成非水基凝胶注模体系和水基凝胶注模体系，介绍它们的工艺过程和原理。最后提出了凝胶注模成型制备Sialon陶瓷目前应当注意的问题，并展望了它的前景。

关键词：凝胶注模成型;Sialon;研究与进展

1 前 言

Sialon陶瓷是一种在1970年代初发现的Si-Al-O-N四元结构材料[1、2]，分子式为Si6-zAlzOzN8-z，因其优异的耐磨性、耐热冲击性、硬度、强度、韧性、耐热性和化学稳定性而广泛用于交通运输、冶金、航空航天、化工机械和医药领域。它被认为是最有前景的结构材料之一[3]。根据Sialon中O和Al固溶体的不同条件，单相Sialon陶瓷可分为α'-Sialon，β'-Sialon，X-Sialon，O'-Sialon，AlN多晶型物。在所有单相Sialon陶瓷中，β'-Sialon是最稳定的固溶体，具有与β-Si3N4相近的结构，并且其物理性质与Si3N4相似。相比Si3N4陶瓷，Sialon陶瓷更容易烧结。同时，β'-Sialon含有大量的Al2O3，因此其化学性质类似于Al2O3[4]。β'-Sialon具有比Si3N4更好的抗热震性和抗氧化性。此外，它与熔融金属具有良好的混溶性[5]。目前来看，Sialon陶瓷的成形方法有很多，可通过压制、注射、凝胶注模等方法成型[6]。其中，凝膠注模成型是一种新型的、被广泛应用的成型方法。

在1990年代初期，美国橡树岭国家实验室开发了一种新的陶瓷成型技术，被命名为凝胶注模成型技术[7、8]。该技术将聚合物单体的交联聚合反应应用于陶瓷成型工艺，以使粉末原位固化，从而获得稳定且近净尺寸形状的陶瓷体。凝胶注模成型技术具有适用范围广、工艺易于控制、生坯强度高、生坯和烧结体均匀性好等优点，是重要的陶瓷成型技术之一[9、10]。……