氮化硅陶瓷材料最终版
多晶硅生产用氮化硅陶瓷材料_概述及解释说明
多晶硅生产用氮化硅陶瓷材料概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要探讨多晶硅生产过程中使用的氮化硅陶瓷材料。
随着现代科技的快速发展，多晶硅作为一种重要的半导体材料，在光电子、电子信息和太阳能等领域具有广泛应用。
而在多晶硅的生产过程中，氮化硅陶瓷材料被广泛应用，以提高工艺效率和产品质量。
1.2 文章结构文章将按照以下结构展开论述。
首先，在“2. 多晶硅生产用氮化硅陶瓷材料的概述”部分，介绍多晶硅生产的重要性，并详细探讨氮化硅陶瓷材料在多晶硅生产中的应用及其特点与优势。
接着，在“3. 氮化硅陶瓷材料的制备方法和工艺流程”部分，将介绍传统和先进的氮化硅陶瓷制备方法，并简要概述工艺流程。
在“4. 多晶硅生产用氮化硅陶瓷材料的性能考察与分析”部分，将对该材料的物理性能、化学性能和结构性能进行综合考察和分析。
最后，在“5. 结论与展望”部分，将总结研究成果并展望氮化硅陶瓷材料在多晶硅生产中的未来发展前景以及实际应用前景。
1.3 目的通过本文的撰写，旨在全面介绍多晶硅生产过程中所使用的氮化硅陶瓷材料。
通过对其概述、制备方法、工艺流程以及性能考察与分析的探讨，可以更好地了解该材料在多晶硅生产中的重要作用和优势。
同时，通过对未来发展前景和实际应用前景的展望，为相关领域的科研人员提供新思路和参考，促进相关技术和产业的进一步发展。
2. 多晶硅生产用氮化硅陶瓷材料的概述2.1 多晶硅生产的重要性多晶硅是一种重要的半导体材料，广泛应用于太阳能电池、集成电路和光纤等领域。
在多晶硅的生产过程中，需要使用到一种高温耐腐蚀、高强度和高密度的陶瓷材料作为反应容器和保护层。
氮化硅陶瓷材料因其优异的物理性能以及良好的化学稳定性而被广泛选用。
2.2 氮化硅陶瓷材料在多晶硅生产中的应用氮化硅陶瓷材料在多晶硅生产中有多种应用。
首先，它可以作为反应容器，在高温条件下承受精确控制的化学反应过程。
其次，氮化硅陶瓷材料还可以作为衬底或者保护层，提供对多晶硅棒或片子的支撑和防护功能。
氮化硅陶瓷
由于氮化硅陶瓷脆性大，而金属材料具有优良的室温强度和延展性， 所以将氮化硅陶瓷和金属材料结合，可以制造出满足要求的复杂构件。
其他氮化物结构陶瓷
氮化铝（AlN）陶瓷 熔点：2450℃
•
AlN陶瓷具有高导热性、高强度、高 Leabharlann 热性；机械性能好，耐腐蚀，透光性强
等； • 可以作为散热片；熔融金属用 坩埚、保护管、耐热转等；
来，晶须补强陶瓷基复合材料也一直是人们研究的热点，并取得了不少积
极的研究成果，其中SiC晶须是复合材料中主要应用的晶须，研究发现
Si3N4经SiC晶须强化可大大提高强度和韧性
层状结构复合增韧
近年来，国内外学者从生物界得到启示：贝壳具有的层状结构可以产 生较大的韧性。目前，国内外已有人开始了层状复合材料的探索性研究。 Sajgalik等研究了不同显微结构或不同组成材料构成的多层Si3N4基复合材 料，发现多层材料的强度及韧性都较单相材料高，并表现出准塑性现象； 郭海制备了高韧性的层状Si3N4基复合材料，主层内加入一定量的SiC晶须， 产生两级增韧效果，层状氮化硅陶瓷的断裂韧性显著提高。
•
特别是作为耐热砖应用时，因其
在特殊气氛中的耐热性能优异，所以 常用作2000℃左右的非氧化性电炉的
AlN陶瓷基板-LED用高热导氮 化铝材料
衬材材料。
氮化硼（BN）陶瓷
氮化硼陶瓷是一种以氮化硼为主的陶瓷。具有优良的电绝缘性、 耐热性、耐腐蚀性。高导热性，能吸收中子，高温润滑性和机械加
工性好，是发展较快，应用较广的一种氮化物陶瓷。
TiN还具有良好的导电性，常用作熔盐电解的电极材料。还具有较
高的超导临界温度，是一种优良的超导材料。
15 16
• 化学稳定性：硅氮共价键结合，键能很高，生成焓很高， 形成稳定的化合物（抗氧化性，抗腐蚀性）
2024年氮化硅陶瓷市场前景分析
氮化硅陶瓷市场前景分析引言氮化硅陶瓷作为一种具有优异性能的材料，在众多领域有重要应用。
本文将对氮化硅陶瓷市场前景进行分析。
1. 市场概述氮化硅陶瓷是一种由氮化硅粉体通过高温烧结得到的无机非金属材料。
其特点包括高硬度、高热导率、低热膨胀系数、优异的抗磨损性和化学稳定性等。
氮化硅陶瓷在电子、半导体、航空航天、机械制造等行业有广泛应用。
2. 市场驱动因素2.1 技术进步氮化硅陶瓷的研究和开发，推动了氮化硅陶瓷市场的发展。
随着新材料和工艺的不断涌现，氮化硅陶瓷的性能不断提高，满足了各个领域对材料性能的需求。
2.2 应用领域扩大随着氮化硅陶瓷性能的提高，其在各个行业的应用领域逐渐扩大。
例如，在电子行业，氮化硅陶瓷可用于制造高温传感器和功率模块；在航空航天领域，氮化硅陶瓷可用于制造高温推进剂喷嘴等。
2.3 替代传统材料由于氮化硅陶瓷的优异性能，它逐渐成为替代传统材料的首选。
比如，在机械制造行业，氮化硅陶瓷可以替代钢、塑料等材料用于制造轴承、气动密封件等。
3. 市场障碍3.1 生产成本高氮化硅陶瓷的生产成本相对较高，包括原材料成本、设备投入和工艺费用等。
这限制了氮化硅陶瓷的大规模生产和应用。
3.2 技术门槛高氮化硅陶瓷的制备工艺相对较为复杂，需要高温烧结等特殊条件。
这增加了制造厂商的技术门槛，限制了市场竞争。
4. 市场前景4.1 增长潜力巨大随着各个行业对材料性能要求的提高，氮化硅陶瓷市场具有巨大的增长潜力。
特别是在电子、航空航天和机械制造等领域，氮化硅陶瓷有望得到更广泛的应用。
4.2 技术突破推动市场发展随着氮化硅陶瓷制备工艺和技术的不断发展，新材料的研发和创新将进一步推动氮化硅陶瓷市场的发展。
技术突破将有助于解决生产成本高和技术门槛高等问题，促进市场的繁荣。
结论综上所述，氮化硅陶瓷市场具有广阔的发展前景。
虽然市场面临一定的障碍，但随着技术进步和应用领域的扩大，市场有望实现长期稳定增长。
市场参与者应抓住机遇，加大研发力度，提高生产效率，以满足市场需求，取得更大的市场份额。
高导热氮化硅陶瓷制备方法
高导热氮化硅陶瓷制备方法
氮化硅陶瓷的制备方法有很多种，包括以下两种方法：
第一种，以β-Si3N4粉体与外加10%-15%高纯AlN粉体和外加10%-20%助熔剂质量比例混合，采用热压烧结技术制备。
在制备过程中，先将混合后的粉料放在4MPa压力下成型，然后放入石墨模具中，在10-35MPa，1650℃-1850℃，保温时间1-10h条件下热压烧结。
第二种，卤化硅氨解法。
硅的卤化物（SiCl4、SiBr等）或硅的氢卤化物（SiHCl3、SiH2Cl2、SiHI等）与二氧化氮或是N2产生有机化学气相反应，转化成氮化硅。
在超低温下先由硅的卤化物或氢卤化物转化成硅亚胺，再由硅亚胺加温溶解获得氮化硅。
以上是氮化硅陶瓷制备方法的大致介绍，具体的操作流程和所需条件可能会有所不同，可以根据实验需要查阅相关的资料进行更详细地了解。
氮化硅陶瓷概述 PPT资料共15页
Properties of silicon nitride
• Si3N4 is one of the most important structure ceramics because it possesses a combination of advanced properties. Such as:
• However the fracture behaviour of Si3N4 ceramic is considered to be the major obstacle for its wider use as a structural material.
Properties of Si3N4 ceramics
• Reduce the sintering temperature, pressure and sintering time.
• MgO 、Y2O3 、Al2O3
Actual application
• One of the earliest uses of Si3N4 was in the Si3N4-bonded refractory brick for blast furnaces in the 1950.
phase.
Crystal structures of Si3N4 ceramics
Fig. 1: Crystal structures of a α- Si3N4 and b β- Si3N4
a=7.7541(4) Åc=5.6217(4) Å
a=7.6044(2) Å c=2.9075(1) Å
Good wear
High hardness
Corrosive resistance
Fracture resistance
氮化硅陶瓷牙科修复材料研究进展
氮化硅陶瓷牙科修复材料研究进展摘要：氮化硅陶瓷牙科修复材料作为一种新型高性能陶瓷牙科修复材料已经引起广泛关注。
其优点包括高硬度、高强度、高温度稳定性、良好的生物相容性等。
本文综述氮化硅陶瓷牙科修复材料的制备及应用领域，着重介绍了其在全瓷牙修复、全口修复、种植修复、颜色修复、外科修复和辅助设备制作等方面的应用。
同时，还对当前研究中存在的问题及未来研究方向进行了分析和探讨。
关键词：氮化硅陶瓷；牙科修复材料；研究一、氮化硅胶瓷的基本特性1. 化学成分和微观结构特性：氮化硅陶瓷是由氮化硅（Si3N4）颗粒和玻璃相组成的复合材料。
其中，氮化硅晶体的晶粒尺寸一般为0.5~3μm，玻璃相的成分包括硅酸盐和氧化铝。
氮化硅陶瓷具有高硬度，高抗磨性、高强度、高耐热性、低密度、低热膨胀系数、优异的绝缘性能和化学稳定性。
2. 物理力学性能：氮化硅陶瓷具有极高的硬度（达到20GPa以上）、优异的抗弯强度、抗压强度和断裂韧性。
其力学性能取决于氮化硅晶体和玻璃相之间的相互作用，因此，材料的制备方法和烧结工艺对其力学性能有很大影响。
3. 生物相容性：氮化硅陶瓷在医学领域应用广泛，如人工关节、牙科种植体等医疗器械中均有使用。
其生物相容性良好，不会引起明显的毒性反应和排斥反应，而且能够促进骨细胞的附着和生长，有利于修复和再生骨组织。
然而，其使用仍需谨慎，需要充分考虑材料的生物相容性、力学性能和制备工艺等因素。
二、氮化硅陶瓷牙科修复材料的优缺点氮化硅陶瓷牙科修复材料被广泛应用于牙科修复领域，并受到了牙医和患者的认可。
以下是氮化硅陶瓷牙科修复材料的优缺点。
（一）优点1. 良好的生物相容性：氮化硅陶瓷材料具有良好的生物相容性，不引起过敏、溶解或其他不良反应。
2. 良好的美观性：氮化硅陶瓷材料具有良好的透明度和颜色稳定性，与牙齿自然相似，可以有效地改善牙齿的外表美观度。
1 北京中医药大学东直门医院口腔科3. 良好的力学性能：氮化硅陶瓷材料具有良好的强度和硬度，可以承受牙齿的咬合力和咀嚼力。
氮化硅喷涂陶瓷的技术参数
氮化硅喷涂陶瓷的技术参数
氮化硅喷涂陶瓷技术参数
一、技术参数
材料：氮化硅（Si3N4）
密度：约为3.15-3.35g/cm³
硬度：洛氏硬度在9-10之间
弹性模量：约为300GPa
热膨胀系数：约为3.2×10^-6/℃
熔点：约为2850℃
化学稳定性：具有极佳的化学稳定性，能耐受各种酸、碱、盐等腐蚀性介质
抗氧化性：可在高温下长时间保持其性能，适用于各种高温环境
喷涂工艺：采用等离子喷涂或火焰喷涂技术，将氮化硅粉末熔融并喷涂在陶瓷基体上涂层厚度：可根据需要调整，通常在50-100μm之间
涂层结合力：应大于25MPa，以确保涂层与基体具有良好的结合力
使用温度：可在高温下使用，最高使用温度可达1200℃
二、应用领域
氮化硅喷涂陶瓷广泛应用于航空航天、石油化工、汽车工业、电力能源等领域。
主要作为耐磨、耐腐蚀、耐高温等场合的零部件表面防护和修复材料。
三、注意事项
在进行氮化硅喷涂陶瓷施工时，应确保工作环境的清洁，防止杂质和污染物对涂层质量的影响。
在施工过程中，应严格控制喷涂参数，如喷涂距离、喷涂角度、喷涂时间等，以保证涂层的均匀性和致密性。
在使用过程中，应避免涂层受到剧烈的机械冲击和摩擦，以防止涂层剥落和损坏。
氮化硅陶瓷基复合材料国内外研究现状
氮化硅陶瓷基复合材料国内外研究现状氮化硅陶瓷基复合材料是一种高性能材料，自问世以来备受关注。
它的优异性能使得它在航空航天、能源、冶金及电子等领域得到广泛应用。
本文将从国内外研究现状、性能优势以及应用现状三个方面来探讨氮化硅陶瓷基复合材料的相关问题，以期为相关领域的研究及应用提供参考和指导。
一、氮化硅陶瓷基复合材料国内外研究现状1. 国外研究现状早在上世纪90年代，美国航空航天局(NASA)便开始对氮化硅陶瓷基复合材料进行研究。
相继地，德国、英国、日本等国也加入了对该材料的研究中。
在研究中，人们发现氮化硅陶瓷基复合材料具有高强度、高硬度、高温稳定性、优异的耐磨性、高导热性等优良性能，且具有很好的生物相容性。
早期，研究主要集中在对氮化硅陶瓷基复合材料的制备方法、组成及微观结构等方面的研究。
近年来，随着技术的不断发展，人们开始关注该材料的性能优化、多功能化等方面的研究。
2. 国内研究现状国内研究氮化硅陶瓷基复合材料的学者较早开始于上世纪80年代末90年代初，在国内外相关研究成果的基础上展开。
目前，已有多篇与该材料相关的论文发表。
在国内研究中，主要对氮化硅陶瓷基复合材料的制备技术、组成及微观结构进行了相关研究。
近年来，人们也开始关注该材料在机械加工、防护、传感及生物医疗等领域的应用。
但总体而言，国内研究还需要加强，以提高水平和对材料性能的理解。
二、氮化硅陶瓷基复合材料的性能优势1. 高硬度氮化硅陶瓷基复合材料具有高硬度，其硬度可达到2000HV以上，具有优异的耐磨性和抗划伤性能，对于机械加工和高速运动的场合都适用。
2. 高强度氮化硅陶瓷基复合材料具有高强度，其强度可达到1000MPa以上，且在高温、高压等复杂环境中表现出良好的稳定性。
3. 高耐热性氮化硅陶瓷基复合材料具有高温稳定性，可在高温环境下长时间使用，并且不易发生氧化等现象，这使它成为高温工作领域的理想材料。
4. 良好导热性氮化硅陶瓷基复合材料具有优异的导热性，热导率可达到150W/(m·K)以上，这使其在电子、航空航天等领域具有广泛应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
摘要氮化硅瓷是一种具有广阔开展前景的高温、高强度结构瓷，它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好等高性能，已被广泛应用于各行各业。
本文介绍了氮化硅瓷的根本性质，综述了氮化硅瓷的制备工艺和国外现代制造业中的应用，并展望了氮化硅瓷的开展前景。
Abtract：Silicon nitride ceramic is a broad development prospects of high temperature, high strength structural ceramics, it has high strength, thermal shock stability, high temperature fatigue toughness, high bending strength, wear resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and good performance of high performance, has been widely used in all walks of life. This paper introduces the basic properties of silicon nitride ceramics, reviews the fabricating technique of silicon nitride ceramics at home and abroad and modern manufacturing industry in the application, and looks forward to the development prospect of silicon nitride ceramics.氮化硅瓷材料关键词氮化硅瓷性能制备工艺应用Key words properties of silicon nitride ceramic preparation process and Application1.前言随着现代科学技术的开展，各种零部件的使用条件愈加苛刻〔如高温、强腐蚀等〕，对新材料的研究和应用提出了更高的要求，传统的金属材料由于自身耐高温、抗腐蚀性能差等弱点已难以满足科技日益开展对材料性能的要求，现亟待开发新材料。
由于瓷材料的出现可以克制传统材料的不足而越来越被研究人员关注，经过努力研究，在瓷的制备工艺和性能方面的研究已取得很大的进步，尤其是Si3N4瓷的优越性能得到了人们的广泛认可，就其结构、性能、烧结与应用已经开始系统的研究，本文就Si3N4瓷的根本性质，综述了氮化硅瓷的制备工艺和国外现代制造业中的应用，并展望了氮化硅瓷的开展前景。
2.氮化硅材料的根本概况2.1Si3N4的晶体结构Si3N4有两种晶型，即α—Si3N4(颗粒状晶体)和β一Si3N4(长柱状或针状晶体)，均属六方晶系，都是由[SiN4】四面体共用顶角构成的三维空间网络。
且相是由几乎完全对称的六个[SiN4】组成的六方环层在c轴方向重叠而成。
而α相是由两层不同且有变形的非六方环层重叠而成。
α相结构对称性低，部应变比β相大，故自由能比β相高，α相在较高温度下(1400℃～1600℃)可转变为β相。
因此有人将α—Si3N4称为低温型，是不稳定的，β—Si3N4为高温型，是稳定的。
原子结构明确，Si的外层电子为3s23P2，即有4个外层电子，当它和氮原子形成共价键结合时，外层电子变为4个sp3杂化轨道，是空间的，需与4个氦原子成键，每个氮原予给出1个电子共价，si的外层满8个电子。
这样就形成了[SiN4】四面体结构。
对于氮原子，外层有5个电子，与si原予键和时，有一个P轨道自己耦合，这样只要有3个si原子各提供1个电子与N的sp2轨道键合，外层就满8个电子。
所以它的周围有3个Si原予距离最近，这个sp2是平面杂化轨道，另外两个本身键合的ps2电子就垂直于这个平面。
因此si 原子位于N的四面体中，而N处在Si的正三角形之中。
由于si、N原子都达到电子满壳层的稳定结构，电予受束缚，因而电阻率很高。
从B一Si 3N4晶胞平面投影图(1-3)看出，一个晶胞含有6个Si原子，8个N原子。
第一层平面上有3个Si原子如●所示，4个N原予如▲所示，在第二层平面上的Si为O，N为△。
第三层(属另一晶胞)与第一层相对应，亦即在C轴方向上两层重复排列。
由于α—Si3N4在高温下转变成β一Si3N4，因而人们曾认为α和β相分别为低温和高温两种晶型。
但随着研究的深入，很多现象不能用上下温型的说法解释。
最明显的例子是在低于相变温度的反响烧Si3N4中，α和β可熊同时出现，反响终了β相占10％～40％(质量)。
又如在SiCl4一NH3-H2系中参加少量的TiCl4，1350℃～1450℃可直接制备出β—Si3N4，假如该系在1150℃生成沉淀，然后于Ar气中1400℃热处理6h，得到的仅是α一Si3N4。
看来该系的β一Si3N4不是由a相转变过来的，而是直接生成的。
现在研究证明111，α—β相交是重建式的(不可逆)转变，并认为α相和β相除了在结构上有对称性上下的差异外，并没有上下温之分，β相只不过在温度上是热力学稳定的，α相对称性低容易形成。
在高温下α相发生重建式转变转化为β相，某些杂质的存在有利于α—β相的转变。
表1-1列出了两个相的根本参数，可以看出，α相和β相的晶格常数α相差不大，而α相的晶格常数c约为β相的两倍。
这两个相的密度几乎相等，所以在相变过程中不会引起体积的变化。
它们的平均膨胀系数较低，β相的硬度比α相高得多，同时β相呈长柱状晶体，有利于材料力学性能的提高，因此要求材料中β相含量尽可能高。
氮化硅的根本性能Si3N4的根本物理性能在常压下，si3N4没有熔点，于1870℃左右直接分解。
氮化硅的热膨胀系数低，在瓷材料中除Si02(石英)外，Si3N4的热膨胀系数几乎是最低的，为2．35×10。
6／K，约为A1203的1／3。
它的导热系数大，为18．4W／(m·K)，同时具有高强度，因此其抗热震性十分优良，仅次于石英和微晶玻璃，热疲劳性能也很好。
室温电阻率为1．1x10“Q·cm，900。
C时为5．7×106Q·cm，介电常数为8．3，介电损耗为0．001--0．1。
2．2.2 Si3N4的化学性能Si3N4的化学稳定性很好，除不耐氢氟酸和浓NaOH侵蚀外，能耐所有的无机酸和某些碱溶液、熔融碱和盐的腐蚀。
氮化硅在正常铸造温度下对很多金属(例如铝、铅、锡、锌、黄铜、镍等)、所有轻合金熔体，特别是非铁金属熔体是稳定的，不受浸润或腐蚀。
对于铸铁或碳钢只要被完全浸没在熔融金属中，抗腐蚀性能也较好。
氮化硅具有优良的抗氧化性，抗氧化温度可高达1400℃，在1400℃以下的枯燥氧化气氛中保持稳定，使用温度一般可高达1300℃，而在中性或复原气氛中甚至可成功的应用到1800℃。
在200℃的潮湿空气或800℃枯燥空气中，氮化硅与氧反响形成Si02的外表保护膜，阻碍si3N4的继续氧化。
2.2.3．Si3N4瓷的机械性能氮化硅瓷具有较高的室温弯曲强度，断裂韧性值处于中上游水平，比如热压Si3N4强度可达1000MPa以上，断裂韧性约为6MPa·m1/2，重烧结氮化硅性能亦已达与之相近的水平。
si3N4瓷的高温强度很好，1200℃高温强度与室温强度相比衰减不大，另外，它的高温蠕变率很低。
这些都是由si3N4。
的强共价键本质所决定的。
氮化硅的高温力学性能在很大程度上取决于晶界玻璃相。
为了改善氮化硅的烧结性能在原料中参加烧结助剂，高温时烧结助剂形成玻璃相，冷却后玻璃相存在于晶界处，必须经过品界工程处理才能保持和发挥氮化硅的这一高温特性，否如此晶界玻璃相在高温下软化造成晶界滑移，对高温强度、蠕变和静态疲劳中的缓慢裂纹扩展都有很大的影响。
晶界滑移速度同玻璃相的性质(如粘度等)、数量与分布有关。
氮化硅的硬度高，Hv=18GPa～21 Gpa，HRA=91～93，仅次于金刚石、立方BN、B4C等少数几种超硬材料。
摩擦系数小(O．1)，有自润滑性，与加油的金属外表相似(0．1--0．2)。
几种Si3N4瓷的典型性能参见表1-2。
表1-2 Si3N4瓷的典型性能Tablel-2 The type properties ofSi3N4 ceramic3.氮化硅瓷材料的制备工艺流程与机理常压烧结制备多孔氮化硅瓷工艺流程与机理用Al2O3和Y2O3、Lu2O3作为助烧剂,其主要作用是高温下熔融,产生液相,将生成的Si3N4颗粒粘结在一起,从而提高Si3N4瓷的强度,同时促进α-Si3N4和β-Si3N4之间的相转变,参加碳粉有利于除去硅粉外表的SiO2以提高粉体活性。
在整个氮化反响过程中,可能发生的化学反响主要有[2 ,3 ] :3Si (s) + 2N2(g) →Si3N4(s) (1)3Si (l) + 2N2(g)→ Si3N4(s) (2)2SiO2+ 6C + 2N2 →Si3N4 + 6CO (3)SiO2 + 3C →SiC + 2CO (4)Si3N4 + 3C →3SiC + 2N2 (5)Si (s) + C(s)→ SiC(s) (6)Lu2O3+Al2O3 + Y2O3 + SiO2→玻璃液相(7)氮化反响为强放热反响,而金属硅的熔点为1410 ℃,且由于杂质的存在,其熔点可能降低。
本试验氮化反响在1 380 ℃的温度下进展,同时由于氮化反响所放出的大量热量,所以引起局部硅粉的液化。
当氮气进入反响炉后,随着炉温不断升高,氮气的活性增强,当达到一定温度时,氮气获得足够的活化能而和坯料中的硅原子发生式1、2 反响,反响后放出多余的能量。
这些能量传递给周围由于升温而已濒临活化的硅原子,使这些原子得到足够的活化能而进展活化反响,即又重复发生式1、2 的反响,因而也有把氮化反响称为连锁反响[4 ]。
由于生成的Y-Si-Al-O-N 多元液相衍射峰强度都非常低,在XRD 谱上不易反响出来,因而,本试验中也可能有Y-Si-Al-O-N 多元液相的存在,即式7 反响的发生。
现假设有该反响的发生,如此可起到以下两个方面的作用。
一方面,Al 2O 3 和Y 2O 3 与硅粉外表的SiO 2形成低熔点的液相,暴露出硅粉的新鲜外表,使硅粉更易熔融,增加了反响的动力;另一方面,Y-Si-Al-O-N 液相的形成为α-Si 3N 4以溶融-析出机制向β-Si 3N 4转变提供了条件,因此,Y-Si-Al-O-N 液相的形成促进了相转变的发生。