镁铝合金直接燃烧法合成AlN晶体镁铝合金直接燃烧法合成AlN晶体

摘要

以球形镁铝合金(Al12Mg17)颗粒为原料,在空气中直接燃烧合成氮化铝(AlN)晶体.实验样品堆积在直径为1 cm的区域内,使用乙烷火焰点燃.使用高速摄像仪记录燃烧合成过程.借助XRD和SEM对原料和产物的组成及结构进行分析,并使用TG-DSC分析合金的热力学性质.结果表明:镁铝合金中的铝可以全部转化为AlN晶体.合金的点火温度约为494.4℃,一旦点燃,不需要外界热源的持续加热,样品可持续燃烧.燃烧开始后,合金颗粒中镁快速汽化,与空气中氧发生优先反应,并耗掉颗粒周围的氧气,使氮气进入液态铝表层,生成氮化铝.燃烧产物有明显分层,检测结果表明上层产物为白色氧化镁,下层产物为黑色氮化铝晶体.合成过程中,镁对氮化铝的形成起着积极的促进作用.