The synthesis of (Ca, Mg)α′-Sialon ((Ca, Mg)xSi12-3xAl3xOxN16-x) powders using titania-bearing blast furnace slag as a starting material by carbothermal reduction–nitridation (CRN) was reported for the first time. The reaction processes were greatly affected by initial material and reaction parameters. With the compositions shifting range from x = 0.3 up to 2.0, the amount of (Ca, Mg)α′-Sialon, TiN and AlN, the solid solubility of Ca2+ and Mg2+, the unit cell parameters of the (Ca, Mg)α′-Sialon and the amount of elongated α′-Sialon grains increased, but β′-Sialon and SiC decreased. With the increase of synthesis temperature and holding time, the formation of (Ca, Mg) α′-Sialon in the products increased and the CRN reactions accelerated. The optimum synthesis conditions of (Ca, Mg) α′-Sialon were 1480℃ for 8 h, under which the crystalline phases of the products also included AlN, TiN and a small amount of SiC and β-CaSiO3. The volatilization of SiO resulted in a mass loss of samples, which was enhanced with the increase of synthesis temperature and holding time.

以高钛渣为主要原料经碳热还原氮化法合成出廉价的TiN／O’-Sialon粉体作为原料，常压下烧结制备了TiN／O’-Sialon导电复合材料，利用XRD和SEM对其相组成和显微结构进行了表征，研究了初始原料中TiO2加入量对材料的致密化、力学性能及常温导电性能的影响。结果表明：烧结产物由O’-Sialon和TiN组成。O’-Sialon大多呈等轴状，粒度约1~3μm。TiN为细小粒状，粒度多小于0.5μm。初始原料中TiO2加入量为30％的材料，其体积密度为3.1g/cm3，硬度为9.2GPa，抗弯强度为169MPa。25％左右的TiO2加入量是决定材料中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量，此时材料的电阻率为1.8×10-2Ω·cm。

对原位TiN/O′-sialon纳米复相陶瓷(NTS)和采用“二步法”制备的TiN/O′-sialon复相陶瓷(TS)的常温导电性能进行了对比研究，并对材料TS进行了放电加工。研究结果表明，初始原料中20%(质量分数)和25%(质量分数)左右的TiO2加入量是决定材料NTS和TS中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量，该导电临界值同基相O′-sialon与导电相TiN的颗粒尺寸比有关，此时相应材料的电阻率为1. 6×10-2和1. 8×10-2Ω·cm，满足放电加工的需要。烧结温度升高，两种材料的电阻率略有降低。随放电加工速度的增加，材料TS加工表面粗糙度明显增加。

复相Sialon陶瓷材料是一种比单相Sialon性能更优良的高技术新材料。较详尽地阐述了目前已制备出的各种复相Sialon陶瓷材料的性能，特别报道了目前研究较少的O’-Sialon-TiN复相陶瓷材料的部分性能，并展望了复相Sialon陶瓷材料的应用前景。

以含钛高炉渣、硅灰、高铝矾土熟料和炭黑为原料，采用碳热还原氮化法合成了(Ca，Mg)α′-Sialon-AlN-TiN粉。用X射线衍射法测定了产物相组成及相对含量，研究了合成温度和恒温时间对反应过程的影响，并对合成机理进行了探讨。结果表明：合成温度对(Ca，Mg)α′-Sialon-AlN-TiN粉的合成过程影响显著，随着合成温度升高，产物中α′-Sialon相含量增大，1480℃时α′-Sialon含量达最大，是最佳的合成温度。恒温时间对产物相组成的影响不十分显著，但较长的恒温时间可使还原氮化反应进行得更充分，恒温8h的试样中α′-Sialon含量最高，是较理想的恒温时间。合成过程中SiO的挥发导致试样较大的质量损失，且随着合成温度升高和恒温时间延长而增大。