蓝晶石为岛状结构，结构式Al2[SiO4]O。根据蓝晶石的成分特点，提出可以用碳热还原氮化法来将其转化为AlN结合SiC材料的设想。北京科技大学的研究人员以天然矿物蓝晶石为原料，通过碳热还原氮化法(CRN)原位合成AlN结合SiC复相材料。
    所采用原料蓝晶石粉的主要成分为SiO2含量68.46%（质量分数，下同），Al2O3含量25.31%。根据相应的含量，设定了两个石墨与蓝晶石的配比为3︰7和3.5︰6.5。将原料混合进行球磨烘干以后在50 MPa下压制成型，进而在N2气氛下进行埋碳烧结，所用烧结炉为1 600 ℃快速升温管式炉，升温速度为10 ℃•min-1，分别在1 500、1 550和1 600 ℃保温4 h，然后缓慢降至室温，取出样品，进行分析测试。进一步扩大配料至2.5︰7.5，在1 600 ℃下按相同制度烧结。所用测试设备为X射线衍射仪和扫描电子显微镜。
    研究结果：（1）蓝晶石通过碳热还原氮化法（CRN）可以在相对较低的温度下转化为AlN结合SiC复相材料。（2）蓝晶石向AlN结合SiC复相材料转化的比较理想的工艺参数为：石墨的加入量为25%，烧结温度为1 600 ℃。（3）所烧成的复相材料尽管没有形成完全的SiC-AlN固溶体，但是蓝晶石中的Si、Al元素转变率较高，基本形成了目标产物。
（摘编自《稀有金属材料与工程》2009，增刊2）