چكیده
سیالون ها مواد مهندسی هستند كه در سیستم چهار عنصری O – N – Si – Al متبلور می شوند . در این تحقیق ، مطالبی راجع به سیالون و انواع فازهای آن ، خواص و كاربردهای بدنه های سیالونی و روش‌های سنتزسیالون گردآوری شده است . در بررسی های نسبتا جامع XRD بر روی سیالون ، علاوه بر جنبه كمی ، تغییر كیفی سیالون هم در طی روند استحاله مورد تحقیق قرار گرفته است .
بررسی های نیمه كمّی حاكی از آن است كه سنتز سیالون به طریقه احیاء و نیتریداسیون همزمان رس ، مقرون به صرفه ترین و ساده ترین روش ممكن جهت سنتزسیالون می باشد .
در كل ، سیالون از نظر خواص فیزیكی و مكانیكی ، جایگزینی مناسبی برای سیلیكون نیترید محسوب می شود . و دامنه كاربرد سیالون در آینده‌ای نزدیك بسیار وسیعتر از پیش خواهد شد .
1 – سیالون
پودر خالص بدون استفاده از افزودنی استفاده از افزودنی هایی كه یك مایع یوتكتیك را تشكیل ندهد ، و دمای زینترینگ را پایین نیاورد ، به سختی زینتر و چگال می شود . برای اولین بار (1972 ) gack و Wison و (1971) Kamayaito , oyama بطور همزمان در دو كشور مختلف ، را با واكنش داده ، ماده ای جدید بدست آورده ، آن را نام نهادند . پسوند به دلیل تشابه ساختاری با B –و عبارت Sialon بیانگر عناصر تشكیل دهنده این ماده (Si – Al – O – N ) می باشد . این ماده محلول جامدی از O , Al در است و حدّ حلالیت آن تا 65% آلومینا می باشد . - سیالون ، تنها فاز متشكل از عناصر Si – Al – O – N نیست . بلكه با تغییر درجه جایگزینی اتمهای O , Al به جای N , Si فازهای مختلفی قابل دستیابی هستند .
1 – 2 – فازهای مختلف سیستم سیالون .
سیالون ها تركیبی از چهار عنصر Si – Al – O – N می باشند ، با فرمول عمومی زیر
كه در آن b,a دو متغیر هستند . به عبارتی در شكل (1) در محدوده چهار ضلعی ALN ، وsio و ، تركیب حاصل از واكنش عناصر با هم سیالون می دهد .
چنانچه شكل (1) را به صورت فضایی رسم كنید ، (شكل 2 ) حادث می شود . از بین این دو شكل شكل (b ) به خاطر بیان حالت اكی‌والان بیشتر مورد توجه است. چرا كه هر گوشه از چهار وجهی یك اكی والان را نشان می دهد ، و هر اكی والان از هر عنصر یا تركیب همیشه با یك اكی والان از دیگری واكنش می كند . به این خاطر تركیبات و ALN و و اگر بر حسب اكی والان بیان شوند ، در وسط وجوه چهار وجهی قرار می گیرند .
شكل 1 – 1 سیستم شماتیك چهار عنصری Si – Al – O – N
شكل 1 – 2 سیستم چهار عنصری در فضای سه بعدی a) بیان بر اساس واحد اتمی b) بیان بر اساس واحد اكی والان در سیستم سیالون .
هر تركیب با دو متغیر بیان می شود : اكی والان اكسیژن واكی والان آلومینیم
و اگر هر یك از این دو را بر حسب دیگری رسم كنیم ، مربعی بصورت زیر در می‌آید . (شكل 3 ) . هر یك از رئوس بیانگر یك مدل از هر یك از تركیبات می باشد