利用天然铝矾土制备MgAlON技术工

镁阿隆无论在高技术陶瓷还是在耐火材料中都有广泛应用，特别在耐火材料更有很大的潜在应用前景：而且一旦应用后所需用量是很大的，但是由A1N、A12O3及MgO妒甚至由A1、A12O3及MgO制备的工艺成本都相当高，因此有必要考虑更便宜的制备途径。MgAlON是A12O3中部分O被N取代后再溶人MgO形成的，因此有可能用天然矿物铝矾土和镁砂在还原气氛下合成，

1、合成反应

合成反应可用下式代表：

10.57 A12O3+3.12MgO+1.86Al+2.5N2+4.71C= A123O27N5•3.12MgO+4.71CO，   

这就是利用碳热还原氮化制备镁阿隆的工艺原理-

2、原料及成分

原料及成分如下.

(1)铝矾土、天然铝矾土矿。化学成分(质量分数)为：氧化铝≥90％；二氧化硅≤5％；二氧化钛≤5％；主要岩相为刚玉相：

 (2)镁砂。氧化镁≥97％。

 (3)金属铝粉。Al≥98％、

 3、合成工艺

 原料细磨→按要求配料→混合→加入结合剂混合→机压成型→干燥→在还原氮化气氛下烧结合成→冷却→出炉→化验。

  (1)原料的处理和配比：

  所有原料均经细磨至粒度≤0.08mm。

  原料配比：铝矾土80％~85％+金属铝粉5％~10％+镁砂5％~15％。

  (2)结合剂：糖浆。

  (3)气氛：试验室试验是在大气下由焦炭粉，20％~40％；石墨粉，20％~40％及特级矾土矿粉，30％~50％的混合物覆盖造成的气氛。工厂生产气氛是由焦炭覆盖和倒焰窑燃气形成的。

  (4)烧结合成温度：实验室为1675℃；工厂为1600℃。

  (5)制备时间：实验室为4h；工厂为72h以上。

  (6)合成率：

  实验室结果：97.29％±2％及残余刚玉相2.7％±2％(按氧化铝加氧化镁为总量计算)，另有原料中的杂质形成的硅、钛及铁的玻璃相和它们的碳氮化合物。

工厂倒焰窑结果：95.07％±3％及残余刚玉相4.93％±3％(按氧化铝加氧化镁为总量计算)；另有原料中杂质形成的铁、硅及钛的玻璃相及它们的碳氮化合物。

4、产品性能

产品性能如下：

(1)成品物相：主要为镁阿隆尖晶石相(90％—96％)，夹有少量(4％—10％)的刚玉相、硅及钛氮化物和玻璃相。

(2)MgO及[N]在镁阿隆尖晶石相中的固溶范围：根据应用要求可在下列范围调整。

[N]含量：1.5％~5.8％(质量分数)；

MgO含量：1.1％~25％(质量分数)(2.5％~40％，摩尔分数)。

(3)物理性能：密度3.10~3.20g/cm3；气孔率≤10％；吸水率≤3％。