Método de preparación de cerámicas de nitruro de silicio.
La nitruración directa del polvo de silicio se consigue mediante la reacción directa de polvo de silicio químicamente puro (pureza analítica: superior al 95%) y nitrógeno en atmósfera de NH3, N2+H2 o N2. La ecuación de reacción es la siguiente: Las ventajas de la nitruración directa de polvo de silicio para sintetizar polvo fino de Si3N4 son un flujo de proceso simple y un bajo costo. Las desventajas son la alta temperatura de reacción, el tiempo de reacción prolongado, la velocidad de reacción lenta y la distribución del tamaño de las partículas de Si3N4 preparadas. es ancho, lo que requiere mayor trituración, trituración y purificación.
Método de nitruración por reducción de dióxido de silicio, después de mezclar polvo fino de sílice y polvo de carbono, primero genera monóxido de silicio mediante reducción térmica y luego nitrura el dióxido de silicio para generar nitruro de silicio a granel. La fórmula general de la reacción química es la siguiente: El método de nitruración por reducción de SiO_2 se caracteriza por tener materias primas ricas y el producto de reacción es un polvo suelto, que no necesita triturarse junto con el producto de nitruración en polvo de silicio, evitando la reintroducción de impurezas, por lo que El Si3N4 preparado mediante este método. Las partículas de polvo tienen una forma regular y una distribución de tamaño de partícula estrecha.
Como excelente material de ingeniería de alta temperatura, el material cerámico Si3N4 puede aprovechar al máximo sus ventajas en campos de alta temperatura. Su resistencia se puede mantener a una temperatura alta de 1200 ℃ sin disminuir, y no se derretirá después del calentamiento y no se descompondrá hasta 1900 ℃. Tiene una resistencia química asombrosa y puede soportar casi todos los ácidos inorgánicos y soluciones de soda cáustica hasta un 30%, y muchos más. También es un material aislante eléctrico de alto rendimiento. El nitruro de silicio apenas reacciona con el agua; se hidroliza lentamente en soluciones concentradas de ácidos fuertes para generar sales de amonio y las soluciones de dióxido de silicio son fácilmente solubles en ácido fluorhídrico y no reaccionan con diluidos; Los ácidos y pueden corroer lentamente el nitruro de silicio, el álcali fundido puede convertir rápidamente el nitruro de silicio en silicato y aminonitruro de silicio. Estas propiedades son comparables a las de las aleaciones de alta temperatura, pero como materiales estructurales de alta temperatura, también tienen desventajas como una baja resistencia al impacto mecánico y una fácil fractura frágil. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en la investigación de fabricación de materiales complejos con nitruro de silicio, especialmente nitruro de silicio combinado con carburo de silicio, así como en la investigación de endurecimiento de cerámicas de nitruro de silicio con bigotes y adición de otros compuestos.