Konsolidacja proszku tlenoazotku glinu otrzymanego metodą SHS

Jednym z materiałów o wysokim potencjale aplikacyjnym jako materiał ogniotrwały jest tlenoazotek glinu o strukturze typu spinelu, γ-alon. Materiały na jego bazie, zarówno jednofazowe jak i kompozyty, cechują się dobrymi właściwości mechanicznymi, wysoką odpornością na wstrząsy cieplne, a także wysoką odpornością erozyjną i korozyjną. Dodatkową zaletą γ-alonu jest możliwość wytwarzania metodą SHS stosunkowo dobrze spiekających się proszków, które jednak charakteryzują się słabą prasowalnością. W pracy opisano sposób formowania wyrobów z γ-alonu z wykorzystaniem reakcji hydrolizy azotku glinu, będącego jednym z produktów syntezy SHS, i utworzeniem połączeń wodorotlenkowych. Wypraski sporządzone z proszku z dodatkiem 10-procent masowych wody po dwutygodniowym przechowywaniu miały wytrzymałość dochodzącą do 30 MPa i porowatość otwartą poniżej 30%. Spiekanie swobodne tego typu wyprasek w temperaturze 1700 °C, w czasie poniżej minuty pozwoliło na osiągnięcie gęstości teoretycznej wynoszącej 95%.

---

Aluminium oxynitride with the spinel-type structure, γ-alon, is the material with high potential for refractory applications. Single-phase alon materials or composites show good mechanical properties, i.e. high thermal shock, high corrosion and erosion resistances. Another advantage concerning γ-alon is the possibility of the usage of the SHS method for producing relatively good powders for sintering, but of rather poor compressibility. This paper describes a method of compaction of SHS-derived γ-alon powder using the hydrolysis reaction of aluminium nitride, which belongs to the products of SHS synthesis. The green bodies made from the powder with an addition of 10 wt.% of water after two weeks of storage reached a strength level up to 30 MPa and an open porosity less than 30%. Pressureless sintering of those compacts for less than one minute at 1700 °C allowed achieving materials of 95% of theoretical density.