在Al-O-C体系中，铝氧碳（Al4O4C）直到1 890 ℃仍稳定存在，有望成为具有耐蚀性和抗热冲击性好的新型结构陶瓷材料和耐火材料用原料。清华大学的研究人员在前人研究的基础上，以Al2O3和C为原料，采用碳热还原工艺合成出了Al4O4C，并在1 600、1 650和1 700 ℃加热2~8 h，研究了加热温度和保温时间对反应速率和反应程度的影响，探讨了Al4O4C生成的动力学过程。
　　试验用主要原料均产自日本：α-Al2O3（w(Al2O3)≥99.99%，平均粒度0.1 μm），石墨（w(C)≥99.0%，粒度＜45 μm，显微镜观察其大部分在30 μm左右）。将石墨和Al2O3按摩尔比n(石墨):n(Al2O3)=1.5:1称量后，以乙醇（纯度在99.6%以上）为介质，球磨分散24 h后，在日本Buchi公司产R―134型真空回转式干燥机中110 ℃干燥。将2 g上述混合粉末放入石墨坩埚中，置于以石墨管为发热体的电炉中，先抽真空，再注入Ar气（纯度在99.999 9%以上），Ar气流量保持在1 L•min-1，以10 ℃•min-1的速率升温至1 600~1 700 ℃，保温2~8 h。随后自然冷却到室温（1 700 ℃至1 000 ℃平均冷却速率为64 ℃•min-1）。采用RINT 2200型X射线衍射仪对生成物进行物相分析，用JSM-6340F型场发射扫描电子显微镜对生成物进行显微结构观察和元素分布（EPMA）测定。
　　研究结果表明：（1）提高加热温度，可以加快Al2O3和C反应生成Al4O4C的速率；延长保温时间可以增大Al2O3和C反应生成Al4O4C的反应程度；（2）在反应开始阶段主要为固―固反应，Al2O3和C直接接触生成Al4O4C和CO；后期主要为气―固反应，Al2O3和CO气体反应生成Al4O4C和CO2；（3）计算得到气―固反应的频率因子和活化能分别为338.66 kJ•mol-1和264.19 kJ•mol-1。
（摘编自《硅酸盐学报》2010，№7）