β-SiAlON与β-Si3N4具有相似的晶体结构，高温抗熔融金属侵蚀性能好。近十年来，通过多种方法制备出了致密的β-SiAlON，而对于多孔β-SiAlON的研究则相对较少。西安交通大学的研究人员以Si粉及Al2O3空心球为原料，以期通过反应烧结法制备出具有一定量闭气孔的多孔β-SiAlON-Si3N4陶瓷，并探讨了形成机理。
    试验所用的主要原料有：Al2O3空心球（200 ~400 µm）和Si粉（平均粒径44 µm）。将Al2O3空心球在蒸馏水中超声波清洗15 min后干燥，按照Al2O3空心球:Si粉=20:80配料后，以无水乙醇为球磨介质（液固质量比为1:1）置于球磨罐中湿磨12 h，使原料混合均匀。将混匀的料浆干燥后在45 MPa压力下模压成型获得φ30 mm×5 mm的样品。将样品放入涂有BN的石墨坩埚中，置于多功能炉中，在0.25 MPa的氮气压力下经1 300 ℃2 h烧结后，再经1 700 ℃及1 750 ℃ 2 h高温烧结。采用XRD对烧后试样进行物相分析，采用场发射扫描电子显微镜观察样品断口形貌，利用比重瓶法测试Al2O3空心球的闭气孔率，根据阿基米德原理测量样品的开气孔率及体积密度。将样品加工成3 mm×4 mm×20 mm的标准样品，用三点弯曲法测量其抗折强度。
    研究结果表明：（1）以Al2O3空心球及Si粉为原料，通过反应烧结后高温烧结获得了多孔β-SiAlON-Si3N4陶瓷，其中的β-SiAlON相通过溶解-析出机理成核生长，其含量随着烧结温度的提高而增加；（2）随着烧结温度升高，体积密度增大，气孔率减少，样品的致密化程度增加，抗弯强度随着气孔率的增大而减小。
（摘编自《硅酸盐学报》2010，№8）