sialon

sialon

賽隆是由硅(Si)、鋁(AI),氧(O)、氮(N)組成的化合物，英文全稱為“Silicon Alu-minuet Oxynitncle”簡稱即“Sialon"。其化學式為Si6-zAIzOzN8-z，式中Z為O原子置換N原子數，正常壓力下式中O

目錄

1簡介 2發現

簡介

sialon是Si、Al、O、N四種元素的合成詞，作為一種陶瓷，它實際上是Si3N4中Si、N原子被Al和O原子置換所形成的一大類固溶體的總稱。

sialon陶瓷的主要類別有β-sialon、α-sialon、O-sialon三種，尤以前兩種最為常見。

β-sialon的通式一般寫為Si6-ZAlZOZN8-Z，其中0

α-sialon的通式為MexSi12-（m+n）Alm+nOnN16-n，其中：x≤2，m 表示(Si-N)鍵被（Al-N)鍵取代的數目, n為(Si-N)鍵被(Al-O)鍵取代的數目,Me為補償電價不平衡的金屬陽離子，用來穩定α-Sialon結構的，通常為Li、Mg、Ca、Y和部分鑭系元素。α-sialon的晶粒通常為等軸晶粒，因而這種材料硬度較高，韌性較差。研究較多的是含Y2O3的Y-Si-Al-O-N系統。

O'-sialon是Si2N2O與Al2O3形成的固溶體，它的化學式可表示為Si2-ZAlZO1+ZN2-Z，其最大固溶度隨溫度而變化，在1750度時，Z=0～0.4。O'-sialon材料有很好的抗氧化性能與抗熔融有色金屬浸蝕的能力。

發現

1972 年賽隆( SiAlON) 首先由英國的J ack、Wilson[34 ] 和日

本的Oyama[35 ]發現。長期以來,SiAlON 主要作為一種結構材

料進行研究。1996 年和1997 年由Karunaratne 等[36 ] 和沈志堅

等[37 ] 首先分別報道了稀土離子摻雜SiAlON 的光學性能，從而

開啟了將SiAlON 作為功能材料研究的大門。但直到2002 年,

SiAlON 基光轉換材料才由Krevel 等[38 ] 和謝榮軍等[39 ] 分別提

出可用來獲得白光L ED。

目前，關於SiAlON 基光轉換材料的研究尚屬前沿課題，主

要集中在光譜剪裁和合成工藝等方面: ① 解榮軍等以Ca2 + 作

為α2SiAlON 的穩定離子, 通過改變摻雜離子, 如Eu2 + [40 ] 、

Ce3 + [41 ] 、Yb2 + [42 ] 等，分別獲得了峰值為583～605nm、500nm、

549nm、573～577nm 的帶狀發射光譜。同時隨著稀土摻雜離子

濃度的增加，出現了濃度猝滅效應，如在Ca2α2SiAlON ∶Eu2 + 體

系中，當Eu2 + 離子濃度≥0. 075at %時，熒光發光強度出現猝

滅[40 ] 。另外,Hirosaki 等[43 ]以柱狀晶β2SiAlON 為基體，獲得了

峰值為535nm 的綠光發射光轉換材料。② SiAlON 基光轉換

材料通常採用氣壓燒結( GPS) [40～42 ] 或熱壓燒結( HP) [39 ] 合成,

反應條件較為苛刻。Suehiro 等[44 ] 以氣相還原氮化( GRN) 一步

(無需機械破碎) 合成了粉體的光轉換材料。對比GPS 合成方

法，粉體顆粒表現出非團聚、尺寸分佈均勻等優點，並且反應溫

度從1700～2000 ℃下降為1400～1500 ℃,經熱處理后發光強度

提高了大約42 %～62 %

目錄