王恩会等：功能化新型耐火材料的设计、制备及应用 .1523· Al,O C(s)-SiC(s)-C(s) AL,O,(s)-SiO,(s)-C(s) Al SiC (s)-C(s)AL,O(s)-SiC(sCs 。Al SiC4 (0010) Al(g) ◆4H-SiC SiO(g) ALO(g oc Si(g) (110) SiC(g) AlO(g) ALO,(g) 2北、。 Si(g) -10 PDF No.35-1072 SiO.(g) 02030 40 50 60 70 8090 28l) -15 图41900℃条件下碳热还原制备AlSiC4材料的物相分析结果 -2 0 2 Ig(Poo/pe) Fig.4 XRD pattern of Al SiCa synthesized via carbothermic method at 1900℃ 图31900℃条件下A-Si-C-0体系气相分压图四 Fig.3 Equilibrium partial pressures of gases as a function of Pco for 分析表明基体中氧化产物主要是MgA12O4小颗 1900℃2四 粒.对比可以看出，随着温度的升高，ASC4氧化 谱分析结果可以看出，AlSC4晶体在不同温度下 层的相对厚度逐渐增厚，说明在MgO-C体系中 都发生了氧化，中间部分（绿色点）为未被氧化的 Al SiC4的氧化程度随温度升高而增加. AlSiC4晶体，包裹中间部分的外层（红色点）为氧 从图7(a)可以看出，反应后材料中的Al SiC4 化层，再往外（蓝色点）就是MgO-C基体了，能谱 晶体表面基本上被MgAl2O4颗粒包围，而且生成 (b) 100μm 50μmA 图5碳热还原法在1900℃合成A1SiC4品体的扫描电镜照片 Fig.5 SEM images of Al SiC synthesized via carbothermic method at 1900 C (b) 3240 元素 原子分数% 2430 1890 2880 元素 原子分数% 2520 3815 2160 元素 原子分数% 1890 39.93 49.72 g 15.49 8.08 Si 11.65 1350 Al 31.19 Si 46.92 0 0.48 量 80 0 53.32 0 14.08 1 s4 70 210 能 4.3 6.0 能量eV 6.0 能量2V 6.0 图6不同温度下Al SiC4品体的结构演变.(a)1400℃：(b)1500℃：(c)1600℃ Fig.6 Evolution of Al SiC crystal at different temperatures:(a)1400℃：(b)1500℃：(c)1600℃谱分析结果可以看出，Al4SiC4 晶体在不同温度下 都发生了氧化，中间部分（绿色点）为未被氧化的 Al4SiC4 晶体，包裹中间部分的外层（红色点）为氧 化层，再往外（蓝色点）就是 MgO−C 基体了，能谱 分析表明基体中氧化产物主要是 MgAl2O4 小颗 粒. 对比可以看出，随着温度的升高，Al4SiC4 氧化 层的相对厚度逐渐增厚，说明在 MgO–C 体系中 Al4SiC4 的氧化程度随温度升高而增加. 从图 7（a）可以看出，反应后材料中的 Al4SiC4 晶体表面基本上被 MgAl2O4 颗粒包围，而且生成 lg(Px /P ϴ ) lg(PCO/P ϴ ) 0 −5 −10 −15 −2 −1 0 1 2 3 Si3 (g) Si2 (g) Si(g) Si2C(g) SiO2 (g) SiO(g) Al2O2 (g) Al4O4C(s)−SiC(s)−C(s) Al2O3 (s)−SiO2 (s)−C(s) Al2O3 Al (s)−SiC(s)−C(s) 4SiC4 (s)−C(s) Al2O(g) Al(g) AlO(g) 图 3    1900 ℃ 条件下 Al–Si–C–O 体系气相分压图[22] Fig.3     Equilibrium  partial  pressures  of  gases  as  a  function  of PCO for 1900 ℃[22] 相对强度 10 20 30 40 50 60 70 80 90 PDF No. 35-1072 (110) (0 0 10) Al4SiC4 4H−SiC C − 2θ/(°) 图 4    1900 ℃ 条件下碳热还原制备 Al4SiC4 材料的物相分析结果 Fig.4    XRD pattern of Al4SiC4 synthesized via carbothermic method at 1900 ℃ 300 μm 100 μm 50 μm (a) (b) (c) 图 5    碳热还原法在 1900 ℃ 合成 Al4SiC4 晶体的扫描电镜照片 Fig.5    SEM images of Al4SiC4 synthesized via carbothermic method at 1900 ℃ 强度 (计数) 3240 2880 2520 2160 1800 1440 1080 720 360 0 Si Si Al Si Mg O Si Al O Al Mg C O 强度 (计数) 2430 2160 1890 1620 1350 1080 810 540 270 0 强度 (计数) 1890 1680 1470 1260 1050 840 630 420 210 0 能量/keV 元素 原子分数/% 0 1.5 3.0 4.5 6.0 C Al Si O 38.15 49.72 11.65 0.48 能量/keV 0 1.5 3.0 4.5 6.0 能量/keV 0 1.5 3.0 4.5 6.0 元素 原子分数/% C Al Si O 39.93 8.08 46.92 14.08 元素 原子分数/% Mg Al O 15.49 31.19 53.32 5 μm 5 μm 5 μm (a) (b) (c) 图 6    不同温度下 Al4SiC4 晶体的结构演变. (a) 1400 ℃；(b) 1500 ℃；(c) 1600 ℃ Fig.6    Evolution of Al4SiC4 crystal at different temperatures: (a) 1400 ℃；(b) 1500 ℃；(c) 1600 ℃ 王恩会等： 功能化新型耐火材料的设计、制备及应用 · 1523 ·