图给出了添加纳米F。粉为催化剂的硅碳棒试样在不同温度氮化后的显微结构照片。可以看出:600℃氮化后，加入纳米F。粉的硅碳棒试样中金属铝粉表面出现了一层薄薄的AlN膜，并且从断口形貌中看到了金属铝粉滑出，留下了AlN薄膜，说明金属Al在600℃尚未融化，纳米F。粉能促进金属Al与N:通过气一固反应生成AlN薄膜，但该薄膜比较疏松，容易破裂形成裂纹，反而使金属增韧效果消失，强度降低，这就是添加纳米F。粉催化剂后硅碳棒试样在600℃氮化后强度反而降低的原因。850℃氮化后，从图4.11可知未加催化剂的硅碳棒试样中AlN呈六边形片状，加入纳米F。粉的硅碳棒试样中AlN呈晶须状，说明催化剂的加入能降低AlN晶须的生成温度。1000℃和1200℃氮化后，硅碳棒试样基质中都出现了大量AlN晶须，并且在晶须顶端发现小液滴。催化机理分析由于纳米金属F。的粒径小，比表面积大，具有很高的化学活性，将其加入材料中能促进金属Al的氮化反应，其反应过程如下:2Al+N2gAINs(4-1)从图中的(d)、(f)可以看出，在加入纳米F。粉并经1000℃和1200℃氮化后的硅碳棒试样中发现AlN晶须顶端有球状液滴，说明纳米F。粉作为催化剂使得AlN晶须的生长机理由气一固(-s)机理转变为气一液一固(-1.-s)机。加入纳米F。粉作催化剂的AlN晶须生长过程如图4.26所示。将金属铝粉引入莫来石一碳化硅材料中，能改善材料的成型性能，提高坯体的致密度，金属Al粉高温融化成液相后能促进材料的烧结。600℃氮化后金属Al粉以金属颗粒的形式分布于材料空隙中，提高了试样的强度;850℃氮化后金属Al粉氮化成六边形的片状AlN，具有较强结合力，硅碳棒试样常温抗折强度由未加金属Al粉的7.61MPa提高到30.07MPa;1000℃氮化后硅碳棒试样中出现大量长约2m1Ohm，直径约Snml00nm的AlN晶须，显著提高了材料的力学性能及热震稳定性，添加金属铝粉粒径为13m的硅碳棒试样高温抗折强度最大，达到42.3MPa。减小金属铝粉的粒径能促进氮化反应，提高材料的力学性能及抗热震稳定性能，但提高程度较小。添加催化剂能进一步促进金属Al粉的氮化反应，纳米F。粉的催化效果好于Si3N4-F。粉，将纳米F。粉加入到硅碳棒试样中能降低金属Al粉的氮化温度，在600℃氮化后能形成AlN薄膜，850℃氮化后能形成AlN晶须，进一步提高了材料强度。http://www.zbqunqiang.cn/