1、第一章 文獻綜述1.1 引言三元碳化物（Al-Si-C ）瓷因為具有較低的密度（3.03g/cm 3）、較高的熔點（2700 C） 及良好的高溫抗氧化性而受到人們的關注 13 。少偉等4人將 Al 4 SiC 4粉末作為抗潮解和 高溫抗氧化添加劑添加到 Al2O3-C 和 MgO-C 磚中，同未加耐火添加劑的耐火磚相比， 添加 Al 4SiC 4粉末的耐火材料不僅提高了該材料的起始氧化溫度， 而且在相同氧化溫度、 相同氧化時間上材料的單位面積的質量損失率也明顯減少。Inoue 5-6 等人對塊 Al4SiC4瓷的抗氧化性進行研究發現， Al4SiC4 瓷具有優異的高溫抗氧化性能，這種優越的性能

2、 源于高溫氧化時試樣表面生成 AI2O3和莫來石保護膜。然而由于制作上的困難，一直以 來關于Al4SiC4合成的報道非常有限。查相關文獻,我們得知AI4O4C在一定的條件下可 以轉化AI4SQ4。如此一來，便可以大大的降低AI4SQ4的合成成本與難度。因此為了弄 清楚AI - Si - C合成反應的機理，我們進行了碳氧化鋁對碳熱合成碳硅化鋁過程的影響 的研究。1.2 AI4O4C 材料簡介在AI -O -C系統中，鋁氧碳（AI4O4C）直到1890 C仍穩定存在，有望成為具有耐蝕 性和抗熱沖擊性好的新型結構瓷材料和耐火材料用原料。晶體結構測定結果表明， AI4O4C 屬于斜方晶系，理論密度為

3、2.684g/cm3。據文獻報道， A14O4C 有好的抗水化性，與CO反應生成 AI2O3和C（Pco=0.101325MPa）。因此，AI4O4C有可能是一 種比金屬 A1 更好的含碳耐火材料用添加劑。1.3 AI4O4C 的形成機制在氧化鋁和碳的反應過程中， AI4O4C 的形成過程與揮發過程同時進行 7。這就使得AI4O4C的形成有兩個不同的機制；也就是，揮發-凝固”機制與直接的固-固相反應機制Cox 和 Pidgeon 8最先提出了固 -固相得反應機制，他們不承認后一個機制。他們認為， 與他們熱分析所得到的壓力數據相比，后一種機制所得出的壓力數據太低了。然而，最 近 Klugetal

4、 9研究表明，大部分的轉化都是因為當溫度超過1770K 時，“揮發-凝固 ”成為了主要的形成機制，然而在 1770K 以下，少量溶解在固體中的物質控制了反應的進 程。在第一部分，我們也說過 Al 4O4C 通常可以從蒸汽中形成。目前的結果證實，真空 下，溫度高于 1800K 時， Al-O-C 系統確實形成了。同時也應該注意下面幾點。（1） 雖然 Al 4O 4C 的蒸發溫度比氧化鋁、碳混合物的蒸發溫度要低，但是出現了一些 重復溫度的區域，在特定氣氛中 ,而不是真空，當溫度高于 1800K 時，通過氧化鋁和碳 發生反應， Al4O4C 可以從生成的氣體中形成。（2） 在氮氣氣氛中，經過直接的固

5、 -固反應可以生成 Al2OC 相。如果我們假設 Al2OC 是在蒸汽中形成的，那么我們將無法合理的解釋少量的氮氣會阻止揮發過程。按照第一 部分 Al 2OC 的形成機制，同時減少的原因仍然不知道，盡管現有的結果表明莫來石、 碳混合物的揮發過程和氧化鋁、硅、碳混合物的揮發過程有一些不同。1.4 Al4O4C 的合成、特性及應用Foster 10于1956年首先測定AI4O4C的X射線衍射數據，Cox11和Liddell 12分 別于 1963 年和 1996 年進行了更準確的測定。現在常用的是 Liddell 的測定結果。伴隨著AI-O-C系統新物質的發現和進一步研究13-26 , AI2O3

6、-AI4C3相圖也逐漸完 善。圖1.1 27示出了 AI2O3-AI4C3相圖的完善過程。其中（a）是Foster等10于1956年 報道的；（b）是南Motzfeldt 28于1962年報道的；（c）和（d）是Larrere等29于1984年 報道的（c）是快速冷卻的亞穩相圖，（d）是穩定相圖。）。現在常用的AI2O3-AI4C3相圖即 是 Larrere 等測定的（圖 1.1（c）（d）。PAMAIAAlft40(C )(d)ztJqJ+ LJoHCalcoaiaLiquid/LiquiOAIRAICOfMAAICO1 1(a)圖1.1 AI2O3S4C3相圖的變遷27Fig. 1.1 D

7、evelopme nt of phase relati ons diagram of Al203-Si 4C3 system少偉和山口明良研究30 了 AI2O3、Al和石墨的混合粉末在氫氣中加熱時的相變化。Al2O3：AI:C為443（摩爾比）的混合粉末在lOOMPa成型成20 >20 >20mm 的成型體,放在剛玉坩堝中，在電爐氫氣加熱。在 700 C、900 C、1100 C、1200 C、1300 C、1400 °C、1500 °C、1600 C和1700 C各保溫3小時及在1700 °C保溫3小時、4.5小 時和6小時加熱后，生成物的相變化示

8、于圖1.2。900 C發現有AI4C3生成，1300 C時 生成量最多，之后隨加熱溫度升高生成量逐漸減少， 1700 C0h時消失。1300 C發現 有A1 4O4C生成，隨加熱溫度升高生成量快速增加，1700 C >6h時生成物以A14O4C 為主，有少量AI2O3和AI2OC存在。其反應機理為金屬 AI和石墨反應生成AI4C3，之 后 AI4C3 和 AI2O3 反應生成 AI4O4C 和 AI2OC。Temperature rc Time at 1700cC fh圖1.2 AI 2O3、AI和C的混合粉末加熱的相變化30Fig. 1.2 Phase change of mixtur

9、e of AI2O3、AI and C after heated將1700 C保溫6小時加熱后的試樣粉碎至約10 pm，重新成型成20 >20 &0mm的成型體，再次在1700 C保溫6小時加熱，燒后試樣的X衍射圖譜見圖1.3。將在1700 C保溫6小時加熱兩次后的試樣粉碎至約 100 pm，用來測定合成的 AI4O4C和AI4C3在50 C及濕度90%的水化箱中進行水化試驗后，試樣的質量變化、AI4C-AI4O4C的抗水化性以及與CO的反應A：AUO4C40A<Q20 /deg圖1.3加熱兩次后試樣的X衍射圖譜30Fig1.3XRD patter n of the sam

10、ple heated two times圖1.4示出了 AI4C3的質量增加很快，在100小時后質量增加了 115.2% oAlQQ質量增加非常小12010080604Q2020 406080100120Hvdration time fh圖1.4 Al4O4C和Al4C3水化實驗后的質量變化30Fig1.4 Mass change of Al4O4C and Al 4C3 after hydrantion test1.5 AI4SQ4材料簡介三元碳化物碳硅化鋁是一種新型共價鍵的化合物，可認為是碳化鋁和碳化硅的固溶體。Al-Si-C 系統包括很多種化合物，有 AkSiC 4、Al 4Si2C5、

11、Al 4Si4C7、Al 4Si 3C6 和 Al 8SiC 7,其中 Al 4SiC 4被視為一種最有用的高溫結瓷31。對Al4SiC4熱力學數據和普遍的研究說明了這一點。在高 溫下，碳硅化鋁材料和氧氣、CO、CO 2和氧化物中0等發生氧化反應時，由于先生成SiC和AI2O3，然后SiC進一步氧化生成 Si0 2 ； AI2O3和Si0 2逐步反應，在材料表面生成玻璃相、莫 來石和剛玉保護層，同時反應的體積膨脹效應將堵塞部分氣孔，其抗氧化性能明顯優于碳材料 和AlON、MgAlON 等非氧化物材料32。也就是說，Al4SiC4在空氣中的氧化行為指示出了在 它表面上的莫來石和剛玉結構給予了它的

12、優良的抗氧化性能。然而，在那些報告中AI4SQ4在都是由Al+Si+C ， Al的碳化物+Si的碳化物和 Al+Si的碳化物+C的混合物合成的，因此從礦 產中合成Al 4SiC 4給工業的可用性帶來有利條件。圖1.5為Al-Si-C系統在高溫時的相圖33，高溫下碳硅化鋁材料與熔融玻璃、爐渣及 金屬的潤濕性能差，具有很好的抗侵蝕和抗沖刷性能；碳硅化鋁的化學穩定性好，在鋼 鐵冶金過程中不會分解出碳，從而避免了含碳耐火材料污染鋼水的現象發生；同時碳硅化鋁的耐沖 刷性能使其不易在鋼鐵產品中產生夾雜，因而碳硅化鋁有可能替代含碳耐火材料成為新型耐火材料32圖1.5 Al-Si-C三元系統在2000 C的等

13、溫截面33Fig1.5 Isothermal section of the Al-Si-C system at 2000°CAI4SQ4具有高熔點、高強度、高化學穩定性、低密度、低熱膨脹系數以及非常優異 的抗氧化和抗水化性能，使得其成為一種待開發的、很有前途的高溫結構材料和高性能 耐火材料1.6 Al 4SiC 4材料的研究現狀1961年Barczak 首先報道了 AI4SQ4的存在，并稱 AI4SQ4有兩相：aAhSiC4和 &Al4SiC4，但在隨后 Schneider 提出了一個新的aAl4SiC4的晶胞尺寸，證明了&AI4SQ4實際上是 aALOC、a-AI

14、2 OC和SiC 的混合物34。AI4SQ4的熔點為大約 2037 C,晶體密度為3.03g/cm 335，具有六方晶格，空間點陣為 P63 mc，顆粒形貌 為針狀或碟狀。通過粉末X衍射發現，a-AI 4SiC 4的晶體結構可認為由于SiC層取代了 AI5C3N中的AIN所致刖。由于目前AI4SQ4的價格非常高，日本和英國的耐火材料工 作者現在僅僅利用Al4SiC4優異的抗氧化性能，在含碳耐火材料體系中作為碳的抗氧化 劑使用，取得較好的使用效果 36。由于條件的限制，我國對它的研究比較少。1.7 AI 4SiC 4材料的合成、特性及應用1.7.1 AI 4 SiC 4 材料的合成至今為止， A

15、I4SiC 4 在國外有兩種相應的制備方法：一種是固 -固合成，另一種是固 - 液合成37。固-固合成，具體方法有熱壓燒結法、脈沖電流法、固相反應燒結法等；固 - 液合成，主要包括電弧焊法、滲透法等等。下面將每種方法進行簡單的介紹。固- 固反應合成固-固合成的反應物全是固相，是通過固相擴散實現的，制備方法主要有以下幾種。（1 ）熱壓燒結法（ Hot-pressing Sintering）溫廣武等人38采用金屬鋁粉、天然石墨和聚碳化硅烷（PCS）為原料，事先制備成 栢5 >5mm 3的試樣，在Ar氣氛下利用聚碳化硅烷分解生成的具有極高活性的SiC和PCS SiC gases(1.2)4AI

16、 SiC 3CAI4SQ4在反應過程中由于Al表面被混入PCS中的氧雜質所氧化，生成了少量 AI2O3，從而發生了：AI4O4C(s)SiC(s)6C(s) Al4 SiC4(s)4CO(g)(1.3)(1.4)最終生成的Al 4 SiC 4具有優異的機械性能和抗氧化性能。（2）脈沖電流燒結法（PECS）脈沖電流燒結技術是近十年發展起來的一種新型的快速燒結技術。該方法主要是利用脈沖電流產生的等離子體來加熱粉體，其顯著特征是以模具和沖頭作為發熱體。它包 括等離子活化燒結（Plasmaactivatedsintering , PAS）系統和放電等離子燒結（Sparkplasma sin teri

17、ng, SPS ）系統。Koji Inoue 等人39以Al粉（純度99.9 %，平均粒徑10 m ）、Si粉（純度98 %, 平均粒徑5.00 pm ）和C粉（純度99.9 %，平均粒徑5.00呵）為原料，按摩爾比 AI/Si/C=4/1/4 混合，放入脈沖電流爐中，在真空下施加100MPa的壓力，然后在上 下沖頭之間通以脈沖直流電流，升溫至1700 C,經過30mi n快速燒成，制備出AI4SQ4 的致密體。（3）固相反應燒結法（SSR）固相反應可分為四個階段：擴散、反應、成核和生長，即在整個反應熱力學可行的 條件下，參與固相反應的反應物分子必須首先可以長距離移動，使兩個反應物分子充分 接

18、觸而發生化學反應，生成產物分子。當產物分子積累到一定程度，而出現產物的晶核， 隨著晶核的生長，達到一定的大小后便有產物的獨立相生成。K.Itatani 等人40按化學計量比 Al/Si/C=4/1/4 混合 Al 粉(純度 >99.5% )、Si 粉(純度>99.9% )和C (活性炭)，再加入n-己烷，用鋯質研缽和杵研磨，混合均勻 后，在Ar氣氛保護下加熱到1600 C保溫10h，最終制得AI4SQ4粉末。反應方程式 為：4AI(I) Si(s) 4C(s) AI4SiC4(s)(1.5)該方法的優點是：無需加溶劑、高產率、工藝過程簡單。缺點是：高純原料、高溫 煅燒、制備的 AI

19、4SiC4 顆粒比較大。2002 年，Osamu Yamamoto 32用 AI 粉(純度：99.99 %，顆粒尺寸：0.5 pm)， Si粉(純度：99.99 %，顆粒尺寸：0.5 pm)和碳黑(純度：99.95 %，顆粒尺寸：1 m ) 為原料，按摩爾比 AI/Si/C=4/1/4 混合，并按照 TEA/AI 摩爾比等于 3，添加三乙醇 胺(TEA : N(CH2CH2OH)3，純度：98 %)經過球磨和壓制成型，在氬氣中從600 C加熱到1200 C,Al4SiC4的產量隨溫度的升高而增加，并在1200 C得到單相的AI4SQ4。 此方法不僅大大降低了 AI 4SiC4 的合成溫度，而且

20、可以用來制備單相的 AI4SiC 4。鄧承 繼等人41采用粒度 14mm 的磨料級碳化硅， 10 mm 的工業級金屬鋁粉和粒度 5mm 的工 業級炭黑粉，按 SiC:AI:C 質量比為 22:59:19 準確稱量。在球磨機中采用酒精濕磨， 共磨12h，自然干燥。以200MPa的壓力壓制成 20mm X10mm 的試樣，然后按 5 C min -1的升溫速度,在剛玉質管式爐,在氬氣保護下，進行1650 C, 2h的熱處理制得 了單相的AI4SQ4。反應方程式為：4AI(I) SiC(s) 3C(s) AI4SiC4(s)(1.6)此法合成的 AI4SiC4 材料顆粒分布均勻，合成材料的尺寸可在幾

21、百納米到幾微米之(SIC MA)25(Kt2004k1300IlHMlMui %1IM)圖 1.6 SiC 和 AI4C3 二元相圖114C3 -SiCsystemFig1.6 Phase diagram of the pseudob inary Al1.7.1.2 固-液反應合成固-液反應的反應物存在固液兩相，主要有以下幾種方法。（1）電弧焊法（Arc welding ）A.Urena等人42在用SiC晶須增強Al-Cu-Mg （2009 ）合金時，利用電弧焊產生 的高能在增強相和基質的接觸面上制得了針狀的AI4SQ4。其反應方程式為 4AI（i）4SiC（s） AbSiC4（s）3Si（s

22、）（ 1.7）（2）激光熔蝕法（Laser Fusion ）在用激光制備AI/SiC復合材料時43, AI與SiC在激光的高能作用下熔化并發生如下反應：4AI（|）3SiC（s）AI4C32）3Si（s）（ 1.8）4AIa） 4SiC（s）AbSiC4（s）3Si（s）（ 1.9）根據前面的Al4C3-SiC二元相圖可知，AI4C3主要由667 C1347 C溫度圍的液相 凝固析出，而AI4SQ4則是在1347 C或更高的溫度下凝固析出。（3）滲透法該方法的主要化學反應式為：4AI（|） Si（s） 4C（s）A|4SiC4（s）（1.10 ）XiaofengYang等人44將Al-Si合金

23、溶液加熱到1200 C,然后浸入Si-C預制件，再迅速加熱到1500 C 1600 C,并進行十分鐘滲透，就可得到 5mm厚的AI4SQ4, 但含有少量的Al、aSiC及SiC相。為避免AI4SQ4被分解，必須增加預制件中 C的 含量。這種方法的合成過程分為3個階段：第一個階段，Al-Si合金溶液進入預制件中使 之松散，此階段為反應的控制環節。第二個階段， Si+C發生反應，在表面生成 SiC， 導致溶液中Si濃度下降。然后C+AI+Si發生反應生成AI4SQ4。AI4SQ4晶粒逐漸長大,與SiC共存。第三個階段，核區發生反應:AI4SiC3Si(s)4AI（|）4SiC（s）(1.11 )圖

24、1.7是文獻中制備出的Al4SiC4的圖片45-48，以作參考圖1.7 文獻中制備AI4SQ4顯微圖片45-48Fig.1.7 SEM morphologies of Al4SiC 4 in some literatures1.7.2 Al 4SiC 4 的性能氮化性能AlN-SiC 復合材料非常有希望應用于電子和高溫瓷領域， 這是因為 AlN 有著高的熱 導和電阻， SiC 有著非常優異的抗氧化、抗侵蝕和抗蠕變性能。 AlN-SiC 瓷有著非常強 的共價鍵，可以在很寬的化學組成圍形成固溶體，這在非氧化物瓷中是很少的。由于限 制了晶粒的過渡生長， 均質固溶體的形成有利于增強材料的機械性能。 例

25、如，當 SiC 含 量分別為 65Wt 、75Wt 和 90Wt 時，均勻固溶體的形成可分別使瓷的彎曲強度和 斷裂剛度增大至1GPa和4.5MPa m5MPa m，而不均勻固溶體的形成則表現出較 低的機械強度。AlN-SiC 瓷一般用機械混合的粉末進行制備。 盡管這種混合技術簡單且粉末成分容 易控制，但由于 “完全”混合的困難性，所合成瓷的化學成分往往出現局部不均勻性。日 本的 K.Itatani 等49 人利用 Al4SiC 4氮化法， 可以制備在納米水平上均勻分布的且 (或) 固溶形成的納米 AlN-SiC 復合粉，制備過程如下：第一步：首先用 Al(CH 3)3在Ar氣中于1100 C下

26、煅燒，制成高純 AI4C3粉，用 SiH(C2H5)3在Ar氣中于1050 C下煅燒，制成高純SiC粉。然后將AI4C3和SiC的混 合粉在150MPa的壓力下制成5mm X3mm的試樣，再將其置于BN質坩堝中，放入 電爐中于1300-1500 C煅燒(在空氣中，升溫速率為：室溫1050 C，30 C min -1， 1050 C以上，10 C mi n-1 )，煅燒后的試樣用ZrO?質缽和杵研細，最終獲得比表面積 為 15.5m 2 g-1 的 AI4SQ4粉末；第二步：將制得的AI4SQ4粉在1300 C1500 C下保溫3h進行氮化后，再于空氣中進行650 C保溫8h的熱處理以除去殘C,

27、即可獲得AlN-SiC復合粉。氮化過程發生的反應為：Al 4 SiC4( s) 2N2(g) 4AlN (s) SiC(s) 3C(s)(1.12)XRD 分析表明，氮化后的試樣中形成了兩種固溶體，即以六方 AlN 為主( SiC 少 量)的固溶體和以六方 SiC 為主( AlN 少量)的固溶體，而且均勻固溶體的生成量隨氮 化溫度的升高而增加(在 1400 C1500 C圍)。1500 C保溫3h氮化條件下制得的 AIN-SiC復合粉，比表面積為19.5m 2 g1，而其原始顆粒的尺寸估計為100nm左右。 這種技術能獲得納米級均勻混合的以六方AIN為主(SiC少量)的固溶體和以六方SiC為主

28、( AIN 少量)的固溶體，非常適于制備納米復合粉。1.7.2.2 抗氧化性能對于高溫非氧化物和碳復合材料的應用來說， 一項最重要的性能就是材料的抗氧化 性。少偉50取大約0.5g左右的AI4SQ4粉末放入一個鉑坩鍋中，在空氣中以10 C/min 的速率升溫， 記錄其增重并計算其氧化率。 AI4SiC4 在空氣中的氧化過程分為三個階段， 每個階段都有其自身特點。在氧化的早期階段，由于沒有保護層存在于AI4SQ4顆粒的表面，擴散到 AI4SQ4顆粒表面的氧迅速和AI4SQ4發生反應:AI4SiC4(s)6O2(g)2AI 2O3(s)SiC(s) 3CO2( g)SiC(s) 2O2(g)SiO

29、2(s) CO2(g)隨著溫度的升高，氧化比率迅速增加。隨著以上兩個反應的進行，(1.13 )(1.14)AI2O3 和 SiO 2的含量增加，在AI4SiC4顆粒的表面逐漸形成由AI2O3和SiO2構成的保護層。當溫度升至1100 C,這層保護層就能完全覆蓋 AI4SQ4顆粒的表面。在這種條件下，氧擴散通過保護層和AI4SQ4反應，因此氧化比率隨溫度升高增量減緩。當溫度在1200 C以上,存在于保護層中的AI2O3和SiO2相互之間發生反應，生成莫來石，反應如下:3 Al 2O3 (s)2SiO2(s)AI 6 Si2O13(s)1.15 )溫廣武48同樣在AJSiC 4抗氧化性方面做了一些

30、工作。他用高溫爐在1000-1600 C圍處理10-20h，對AI4SQ4進行恒溫抗氧化測試。作為對比，他選擇一種優良的高溫抗 氧化三元碳化物Ti3SiC2瓷作為比較樣，Ti3SiC2瓷在1300 C和1400 C高溫氧化20h后 的質量增加率分別為27 %和47 %左右。實驗表明：與Ti3SiC2瓷相比，AI4SQ4瓷顯示了 更為優異的高溫抗氧化性能。圖1.8是AI4SQ4瓷的氧化動力學曲線。 AI4SQ4瓷在1200 C1600 C的氧化溫度圍的氧化動力學方程符合拋物線規律。當在 12001500 °C氧化20h時，試樣的重量變 化少于7.31 x10-2kg/m 2。甚至在氧化

31、溫度高達1600 C時，氧化10h后試樣重量變化也 只有12.38 X10"2kg/m 2，這就表明AkSiC4有著非常優異的抗氧化性能。通過 XRD和 SEM分析被氧化表面的物相組成和表面形貌，得出如下結論：（1 ）對于在1200 C和1400 C氧化20h的試樣，其氧化層是由AI4SQ4、AI2O3和鋁硅酸鹽玻璃構成，其厚度非 常薄；（2）當試樣在1500 C被氧化時，在氧化表面只有AI2O3和鋁硅酸鹽玻璃存在；（3） 對于在1600 C氧化的試樣，除了 AI2O3和鋁硅酸鹽玻璃相，還生成了一種新相 一一莫來 石，如圖1.9a所示。圖1.9b顯示了AI4SQ4瓷在1600 C氧化

32、10h典型的截面形貌，清晰的分為三層：靠 近底層的反應層有大量的小尺寸氣孔；中間層有少量大尺寸氣孔；最外面一層有相當高 的相對密度。16圖1.8 Al4SiC4瓷的質量變化與氧化時間的關系 11Fig1.8Relati on betwee n weight cha nge of Al4SiC 4 ceramics and oxidation time圖1.9 典型的Al 4SiC 4瓷氧化表面及橫截面形貌11Fig1.9 Typical surface and cross-sect ional observati ons of the oxidized samples at1600 °

33、;Cfor 10 h: (a) the oxide surface, and (b) the cross-sectional scale.1.723抗水化性能AI4C3容易水化，發生如下反應:Al4C3 12H2O4AI(OH)3 3CH 4(1.16 )2AI(OH)3AI2O3 3H2O(1.17 )這些反應將造成耐火材料疏松、鼓脹、開裂和粉化AI4SQ4的抗水化性能比AI4C3要優異的多。將試樣放置在溫度40 C，濕度 90 %的潮濕的箱中250h , AI4SQ4沒有明顯的的水化，而 AI4C3在同樣條件下放置50h , 水化比率已達90 %，放置100h , AI4C3基本完全水化，

34、如圖1.10 50所示。100Ji.80604020Al 4SiC425050100150200Hydrati on time /h圖1.10Al 4SiC 4和AI4C3在溫度為40 C和濕度為90 %時的水化率50Fig1.10Hydrati on ratio of Al4SiC 4 a nd Al 4C3 un der the con diti on of temperature=40 C and humidity=90 %1.7.3 AI4SQ4 的應用1.731 AI4SQ4 涂層Yajnamoto 51等將Al、Si、C、N2H2CH2OH)。在酒精中混合，涂在易氧化的碳材料表面上

35、，在高純Ar中于1200 C X3h加熱，在碳材料表面上就形成了完全的A14SiC4。涂層，厚度約l00 口，涂層沒有發現裂縫。對含 A14SiC4涂層的碳材料在空 氣中于600 C 1400 C加熱，顯示了良好的抗氧化性。1.7.3.2 AI4SQ4 燒結體Innue 52-53 等將AkSiC4和SiC的混合粉末，成型后，通電加壓燒結，得到 Al4SiC4-SiC 燒結體。實驗表明，隨著燒結體中AI4SQ4含量的增加，燒結體的電阻率增大；對同一個燒結 體，在高溫下比在低溫下有更小的電阻率(100 C 1000 C)。隨著燒結體中 AI4SQ4含 量的增加，燒結體的熱傳導率減小。燒結體在空氣中加熱時，初期質量增加，到一定程度之后，質量不再增加，氧化被抑制。純粹的 Al 4 SiC 4 燒結體對表面的氧化抑制效果劣于 Al4SiC4-SiC 燒結體。1.7.3.3 含碳耐火材料的自修復金屬 Al 粉被廣泛地用于 MgO-C 耐火材料，對改進耐火材料有重要作用，但卻有 缺陷。其中一個缺陷是易在耐火材料部產生氣孔。在加熱期間， Al 顆粒和碳反應，在耐 火材料表面生成AI4C3，然后Al從顆粒向外蒸發形成氣孔，形成地氣孔加速了耐火材料 的損蝕。另一缺陷是形