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用PECVD和LPCVD能生长的氮化硅膜厚范围
用PECVD和LPCVD能生长的氮化硅膜厚范围文档分类：
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于自蔓延高温合成氮化硅的生长机理的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：第9卷第l期2 0 0 1年3月材料科学与工艺MAlERIA LS SCIENCE&TECHNOLOGYV01.9 N01M盯200I自蔓延高温合成氮化硅的生长机理王华彬,张学忠,韩杰才,杜善义(哈尔浜工业大学复合材料中心,黑龙江哈尔滨150001))摘要:通过放气法观察到了短棒状B—s‘N。以气一液一固(VLS)机制生长的中间形态.以气一液一固机制生长的B—Si,N4所需的液相依桢于反应物中的含氧杂质.而非反应物中的金属杂质,或氨气中的杂质氧气和水蒸汽等.在生长过程中,液相不断析出13一Si,N。,氧需在渡一固中重新分配,使得液相中的氧逐渐减少,并得不到补偿,所以B—Si,N.长成短棒状.增加反应物中的氧含量,可以得到高长径比的13一Si,N4.氮气中适量的杂质氧气和水蒸汽有利于提高产物中Si,N4的n相与13相的比例.关键词:自蔓延高温合成;氮化硅;生长机理中圉分类号:TB32;TQl74 文献标识码:A 文章编号:01)01-.0064.04The growth mechanism of serf-propagatinghigh-temperature synthesized Si3N4WANG Hua-bin,ZFIANG Xue—zhong,HAN Jie-eai,HE Xiao—dang,DU Shan-yi(positeMaterials,HarbinInstitute ofTechnology,Harbinl50001,China)Abstract:The growth mechanism ofSi3N‘made by self-propagating high temperature synthesis(SHS)WaS in-vestigated using agas-releasing method.The intermediate growing morphology of the eolummar 13一Si3N4 crys—tals by the vapor·liquid—solid(VLS)mechanism was viewed in the gas-released samples.The liquid phasereguired for the growth of8一Si3N4 depends upon the oxygen containing impurities in the reaction product,butnot the metallic impurities in it,nor the oxygen impurity and water vapor innitrogen.In the growth process,B—Si3N4 precipitates continuously from the liquid phase and the oxgyen redistributes itsoff between the liquidand solid phases so that the oxygen content in liquid phase gradually decreases and Can not be conpensated andthus the 13一Sj3 N4 crystals grow into short columns.Increasing the oxygen content in the reaction product sti·mMates to obtain13一Si3N‘columns with hi曲height to diameter ratios.Suitable amounts of oxygen and watervapor in nitrogen are beneficial to increase the ratio of d toB—Si3N‘phases in the product.Key words:soft-propagating high-tgrowth mechanism氮化硅作为一种高温结构陶瓷,具有优良的抗氧化性和热、化学稳定性,高的强度和硬度,并具有自润滑性等,因而被广泛地应用于制造燃气发动机的耐高温的部件、化学工业中耐腐耐磨零件、半导体工业中的坩埚、以及高温陶瓷轴承、高速切削***、雷达天线罩,核反应堆的支承、隔离件和裂变物质的载体等.作为烧结的原料,Si,N.粉末有很多制备方法,常见的有直接氮化法、碳热收稿日期:2000—1l一19.作者简介:王华彬(19一).男,副研究员还原法、气相法和自蔓延法.自蔓延法是最近发展起来的一种设备简单、操作简便、生产率高的制备陶瓷粉末的方法.与其它制备方法相比,自蔓延法生产成本低和更适于工业化生产等”。31.本文将通过放气法对Si,M的生长机理进行详细地研究.1 实验方法实验用si粉为上海松江化工厂所产.稀释剂为自蔓延法生产的Si,M粉,其Ot与B相的比例约为76:23.经球磨24 h后,Si粉中w(Fe)和& 万方数据第1期王华彬,等:自蔓延高温合成氮化硅的生长机理(0)分别为0.39%和1.2%;Si,M中则分别为0.22%和0.5%石英砂纯度不低于99.9%.上述粉末经真空干燥后,按表l配料,置于塑料桶内,加人两倍于粉末质量的玛瑙球,混合24 h压制成直径为30 mm,高为70 m的圆柱状试样,在试样的顶部铺上一些细Ti粉后,放人SHS反应釜中.先后两次充入排出0.5 MPa氮气,排去釜中的氧后,再分别充入10 MPa大气压氮气.用NiCr线圈通电点燃Ti粉,引燃si粉后,保持20 rain再放气,或在釜中的压力达到最大时,通过立即放气使釜中氮气不足,促使试样窒息.氮气带走大量的热量,可迅速降低温度,使试样“淬火”.用钨铼热电偶测量燃烧温度.用SEM观察产物的形貌.用X射线衍射仪对产物中的相组成进行半定量分析.用x射线能谱仪进行微区成分分析.表l试样的化学组成(埘(B)/%)和燃烧条件Table position bustion condition of samples试样号埘(Si,N.)/% &(Si)/% 坩(Si02)/% 普通氮气高纯氨气放气实验A1 50 50 VA2 50 50 V 、/A3 50 50 、/A4 50 50 、/ VA5 加 50 10 、/2 结果与分析其燃烧产物中d相的比例较普通氮气中的要低在10 MPa普通氮气和高纯氮气中,试样的燃烧温度约为2 350 K,较Si,M在常压下的分解温度(2 173 K)要高.这一结果与Skisbska的实验结果相近(2 4130 K),经计算,在10 MPa氮气压力下,Si,N.的分解温度约为2 500 K.所以燃烧温度高于Si,N.在常压下的分解温度是不难理解的.在普通氮气和高纯氮气中自蔓延高温合成产物中的相组成如图1所示.燃烧产物中未见有游离硅的存在,说明在10 MPa的氮气压下燃烧反应完全,用衍射强度法对产物中的相组成进行半定量分析,结果表明在普通氮气和高纯氮气的燃烧产物中q/B分别约为43:56和21:78.Si,心稀释剂中与a相B的比例约为76:23.如果不考虑稀释剂中的a相在燃烧过程中转变为13相,在普通氮气中si转变为Ⅸ一Si,N。和B—Si3N。的比例为28.5:71.5.在高纯氮气中,即使si全部转变为p—Si3N.,仍需有稀释剂中10%的Ⅱ相转变成13相.这结果表明应该有部分稀释剂中的q相在燃烧过程中转变为B相,目前的研究一致表明,d—Si,心的生成与气态反应有关,尤其与气态SiO和N:反应有关;而B—Si,M的生成通常与液相反应有关,液相的产生依赖于Si粉中Fe、Mn、Co、Ni等阳离子杂质、“.普通氮气中含有少量的杂质氧气和水蒸气少量的氧气能促进SiO的生成.而水蒸气不但能帮助SiO生成,而且产生的H:有利于SiO的氮化.由于高纯氮气中缺乏杂质氧气和水蒸气,所以涮漕鼯辅喾聪珏彻20 B母B 40 60 80f楫J i|j,鼻ef f褂硒28“。)图1在普通氮气和高纯氮气中自蔓延燃烧产物的XIID图Fig.1 X—ray diffraction patternsof the product in busted under differem atrnoepheres在普通氮气和高纯氮气中自蔓延高温合成产物均以短棒状的B—Si3N。为主(图2(a)和图2(b)).通过迅速放气,令试样被“淬火”,避免了“后烧”过程的出现,使高温燃烧反应过程中si,N.生长的中间形态被保存了下来.在普通氮气和高纯氮气中短棒状的13一si,N。生长的中间形态分别如图3(a)和2(b)所示.几乎每一个正在生长着的棒状的p—Si,M顶端都呈半球状.这强烈地暗示棒状的B—Si,N。是以固一液一气(vts)机制生长.通过对13一sj,N4半球状顶端的能谱分析表明(如图4所示),其主要成分有Si,N和O(如图4所示).能谱分析中有c峰出现,并不说明B—si3N4半球状顶端含有c,而是由于为了导电,试样表面喷碳所致.从能谱分析结果来看,燃烧合成的B—Si,N.以VLS机制生长时所需液相的产生万方数据{*imⅢvunH】#*m§^目女**≮十#≮H#十M№F∞∞《§ “±Km《#目☆§№…Qho哪口rthc P…-n【“g—M…唧m-一b曲t{一mr d……∞*日.f8￥自十§nbe一^自T%r_**fⅡ&%十∞*月‰*#vHnⅫ**《*st,N。∞R1(±g￡*&)KR&1&Ⅷ十∞§☆iⅫ《{目M干¨&“十∞*口i镕”1自f##自B—s_1 N。Ⅲ#∞*目十∞《,十Em自f自≮∞{%mE*f&Ⅲ∞-p∞§&±*&8十,*“T**&B一‰N。#镕&&目十§≈#E,∞*&“十∞《《*《’,*≈TⅫ{h#,Mm B—sbN。H№*An##镕日tm&☆&^ⅢⅡ&十Hvun￥性*∞^Ⅲ￡∞自#mH镕#f自自*m.Ⅱ自f№∞十*#日M{M∞自≮(}g∞m#^Ⅷ‰≈《*自)十*d&R,M“m№☆m∞^H&ⅫH自#☆∞*&№6“…krvd 4#n“N。Ⅱ%m#∞、¨*№镕n*n*………dIspem】”rm‘cmurm。E【uL。…hⅡEm自十￥∞Io%Ⅲ{**(T目)∞目目m∞万方数据*1∞±￥#,*自#《≈%☆m《n#∞4*n4 67目自￡《☆∞☆&F#十∞∞mR目m‰*Ⅻ直Ⅱ目5#目6*i x目#∞#}≈￡”*镕}女日m*,%69%白勺日一Si、M,20%∞一SiHⅫ9%∞s·nR,}&m☆口i∞自一OjⅡm☆自m*#&m m∞P∞∞*#￥g目镕n&T月Ⅲ∞#*B证饕TⅧm&m№÷∞‰☆i,‰日“*d目*&m∞B—Si、M.*m一#*日T#n”日一s-,N.ⅢⅫ∞m¨十∞《,《B￥自f《≮∞{*ⅢB*fⅡm∞十∞§目5{自mE**《*%№}%∞m%F‘e 5 x qmmEH…【…1h¨d…in…”m…_…&t}L【o《fine qⅢ“r隰目6目i10%5§*E#∞№P#n*#F‘E 6”qh*dthe p…1…5H￥】…b…“”&_10%B“}uunz一…SiX#女∞B—sbM镕g日#镕自自i4“一日目§#目#镕N§4md:*镕#&一m女(DVC)mM自镕**&(sR)mⅫskm3vka“∞…SiM#日n&#№☆R∞自女}≈aac女#∞±&tmⅫ%m日*镕m☆)十自nDvCdLⅫ#§*B…Si N#m自f…Si N。j’*∞№☆&t自十Si#&∞m?&∞∞*一SiMmn d#女∞B—s-,N。.B—Si3N。**目目H%*,M■#&自m∞m2E B Si,N。“MmMF#(m日2M《)十&M№№∞叫日P%(¨日3Mi)十,日&自目&∞女±B Si,N。&m日m,dl磋d&,N。#§∞p…Si N∞±gn“ⅡT目自≮m女**Tm№☆m‰N.∞i:冀舅S(黧3I:鬻嚣“”一51“#女*B Y。∞}gn“”13结论(1)自{《自Ⅲ☆&¨##日Si,H。“≮一№目(VLS)nⅫ±*(2)##8一Si,M“≮镕日(VI.S)n“±*所镕∞*目《#十&m∞十∞☆§※自■#&&_陶十∞&月*mⅫ日≮十∞☆Ⅱ‰≈自m#^,(3)自f#±*d“-h##B Si,N.ⅢⅫ∞‰H÷日勺‰*{d*《#№☆m s-、M∞*&目*f镕#十∞#☆EⅫ‰4目¨Ⅻ镕“十∞*R{*,%*Si,N。Kmm#n,(4)*MKm枷十日g‰☆§Ⅱ“*“自**[匕自B—s13N41/J MERZIIANOV A c蚶州“叫“E hjgh‘Ⅲp。m【um”‘L【hⅢ-hcn 2y y……Ⅲd6ndl咿。_b∞’_…m Pkm…【hEH…high c町】】p…d9mI女z AMⅢ】Jr mh vcl’Whud】∞NEwml目】p.53[2]#女}i4#,Ⅱ*j自iⅡ☆m*m∞日*目口f%桃】]###}≠目I#l姘15{2,∞2j【r I靴#m}n*i自￡《自口☆m#￥m月∞女m月[】]目∞H#l99_28,2/-】151214 MOUTON^J Renew.~tlon……iX(m m_tndc_……mid…”『J]j Mnter h E】979】4 IQ】7 l{】]Ij51…^P&hnnn日[M]M】-“dhmkv—c…nc 1970[6l{￥《#女}#*z A≮Ⅲ目自女*≈aem^Ⅲ目&∞*m。』]##“≈}R 2啪f4(*“).I 5s J&[7]i￥##女A#*i镕m“W自t《≈Ⅲ§n^Ⅲ∞￡自[J]#№女≠m剐f】)-15 w8]SKmYKA M…A MUK“YAN A s…EMLc—c岫ec nn№s ur s_hc∞…“bmedhSHS und目high m“…ule[J]InterJ sHs1993 2(】).39斫[9 i###女d,#*■*≮Ⅲw自{《*口☆&5bH,∞《目f J.&№#￥女2口Ⅲ】28(2j:i日㈣(☆&%*￥‰#) 万方数据自蔓延高温合成氮化硅的生长机理作者: 王华彬, 张学忠, 韩杰才, 杜善义, DU Shan-yi, WANG Hua-Bin, ZHANG Xue-zhong, HAN Jie-cai, HE Xiao-dong, DU Shan-yi作者单位: 王华彬,张学忠,韩杰才,杜善义,WANG Hua-Bin,ZHANG Xue-zhong,HAN Jie-cai,HE Xiao-dong(哈尔滨工业大学复合材料中心,), DU Shan-yi,DU Shan-yi(Center positeMaterials, Harbin Institute of Technology,)刊名:材料科学与工艺英文刊名: MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期): )被引用次数: 15次参考文献(9条)1.MERZHANOV A G Self-propagating high-temperature synthesis: twenty years of search and bustion and plasma synthesis of high-temperature materials 19902.韩杰才.王华彬.杜善义自蔓延高温合成的理论与研究方法 .王华彬.韩杰才.杜善义自蔓延高温合成技术应用的新进展 .Moulson A J Review:reaction-bonded silicon nitide:its formation and properties 19795.LEVITr A P Whisker Technology 19706.王华彬.韩杰才.杜善义氮气压对自蔓延高温合成AIN后烧的影响[期刊论文]-材料研究学报 2000(ZK)7.王华彬.韩杰才.杜善义添加剂对自蔓延高温合成AIN的影响[期刊论文]-硅酸盐学报 .SKIBSYKA M.SZULS A.MUKASYAN A S Microstructural peculiarities of silicon nitride formed by SHSunder high nitrogen pressure .王华彬.韩杰才.杜善义氮气压对自蔓延高温合成Si3N4的影响[期刊论文]-硅酸盐学报 2000(02)相似文献(10条)1.期刊论文彭桂花.江国健.李文兰.庄汉锐.PENG Gui-hua.JIANG Guo-jian.LI Wen-lan.ZHUANG Han-rui 自蔓延高温合成氮化硅镁粉体-功能材料)研究了不同起始反应物体系(Mg+Si,Mg2Si和Mg+Si3N4)对氮气中燃烧合成氮化硅镁(MgSiN2)粉体的影响,结果显示,不同反应物体系的燃烧产物不同.Mg2Si和Mg+Si3N4能获得单一相的MgSiN2,而且氧含量低至0.356%(质量分数),而Mg+Si体系燃烧产物除主相MgSiN2外,还含有少量Si和MgO及一些未知相.2.学位论文霍星利用粉煤灰等固体废弃物制取赛隆的研究 2007本文实验研究利用自制电弧氮化系统,采用自蔓延高温合成(SHS)技术,探索由粉煤灰等制取具有高附加值的Sialon的方案。首先,硅铁粉制取氮化硅拟作后续试验晶种,然后利用粉煤灰等固体废弃物制取 Sialon,再利用制取的Sialon为组分尝试研制长寿命精炼钢包座砖。最终确立了相应方案的热力学参数,利用硅铁粉氮化制取了预期的氮化硅产物;在粉煤灰氮化合成赛隆方面,不断试验、总结、改进,摸索出了比较理想的自蔓延生产赛隆的实验室工艺条件,并通过引入***铵达到在空气气氛下就能够生成赛隆,大大降低了反应条件,从而降低了合成成本;以制取的Sialon主相产物为组分对研制长寿命精炼钢包座砖给出了可供借鉴的物理参数。所形成的两个最佳方案如下:(1)硅铁粉氮化生成氮化硅的研究。利用自制电弧氮化炉系统,按实验工艺流程,最优工艺为使原料硅铁粉在0.06MPa氮气压、1500A激发电弧(温度&1500℃)下作用3min,所获得内部密实、外部相对疏松的块体,其物理参数基本处于氮化硅标准值范围。(2)粉煤灰氮化生成Sialon的实验研究。按实验工艺流程和实验方案,通过对各方案实验结果的分析,得到的最优方案为流动空气气氛下,粉煤灰和硅铁粉正常配比(即按反应方程式配比,硅铁粉以生成氮化硅的重量占粉煤灰重的5%计),铝粉为对粉煤灰反应的1.8倍,掺加***铵为粉煤灰和铝粉重量和的5%,1500A电流,电弧工作时间1.5~3min(具体视配料的堆密程度而定,以引发自蔓延为时间上限)。3.会议论文彭桂花.江国健.李文兰.庄汉锐自蔓延高温合成氮化硅镁粉体 2004研究了不同起始反应物体系(Mg+Si,Mg&,2&Si和Mg+Si&,3&N&,4&)对氮气中燃烧合成氮化硅镁(MgSiN&,2&)粉体的影响,结果显示,不同反应物体系的燃烧产物不同.Mg&,2&Si和Mg+Si&,3&N&,4&能获得单一相的MgSiN&,2&,而且氧含量低至0.356﹪(质量分数),而Mg+Si体系燃烧产物除主相MgSiN&,2&外,还含有少量Si和MgO及一些未知相.4.期刊论文曹永革.葛昌纯.周张健.Cao Yongge.Ge Changchun.Zhou Zhangjian 初始硅粉粒度对自蔓延高温合成氮化硅的影响-硅酸盐学报1998,&&(5)研究了平均粒度分别为2,7.8和15.4 μm的3种初始硅粉在氮气中的燃烧氮化规律. 初始硅粉粒度越细,则在氮气中的燃烧温度就越高,燃烧波蔓延速度越快,激活能也越低;较细的硅粉表面的硅蒸发通量大,psi高,易于形成延长方向与硅粉表面垂直的针状或柱状、纤维状晶体;而较粗的硅粉则易于形成氮化硅包覆层,且可以通过&包覆爆裂&机制继续进行二次氮化. 较细的硅粉在氮气中的燃烧温度曲线上只出现一次燃烧峰,而较粗的硅粉却出现二次燃烧峰,硅粉越细,燃烧后产物中的α-Si3N4量就越低.5.期刊论文宋文.孙加林.李勇.陈俊红.SONG Wen.SUN Jialin.LI Yong.CHEN Junhong 合成工艺对氮化硅铁物相和结构的影响-硅酸盐学报)以硅铁合金(FeSi75)为原料,分别采用闪速燃烧合成工艺和自蔓延高温合成工艺制备氮化硅铁样品,利用x射线衍射仪和扫描电镜对样品进行了表征,探讨了合成工艺对氮化硅铁物相和显微结构的影响.采用闪速燃烧工艺合成的氮化硅铁相组成为β-Si3N4,α-Si3N4,Fe3Si和少量SiO2:而采用自蔓延高温合成的氮化硅铁由β-Si3N4,α-Si3N4,Fe3Si和Si2N2O组成.闪速燃烧合成的氮化硅铁样品中存在大量长径比较高的柱状***化硅晶体,Fe3Si位于柱状结晶所包裹材料的内部;自蔓延高温合成的氮化硅铁显微结构为致密的氮化硅块体,在块体表面覆盖有氧氮化硅膜,块体的间隙存在晶形细小的氮化硅晶体,含铁组分镶嵌在致密的块体中.闪速燃烧合成的氮化硅铁结构疏松,活性较强;自蔓延高温合成的氮化硅铁结构致密,性质稳定.6.学位论文彭桂花高强高热导氮化硅陶瓷的制备及性能研究高强高热导率氮化硅(Si3N4)陶瓷作为一种潜在的高速电路和大功率器件的散热和封装材料受到人们的关注。本论文研究了自蔓延高温合成法(SHS)制备高纯MgSiN2粉体及高长径比的Si3N4棒晶,在此基础上研究了以单一的MgSiN2作为烧结助剂、以Si3N4棒晶作为晶种制备高强高热导Si3N4陶瓷,得到了热导率最高为158 Wm-1K-1、抗弯强度为934MPa的性能优良的Si3N4陶瓷;探索性地研究了SPS快速烧结法来制备高强高热导率Si3N4陶瓷。&br&
以镁粉/硅粉、硅化镁粉、镁粉/氮化硅粉三种不同的体系作为反应物,首次采用自蔓延高温合成法(SHS)来制备MgSiN2粉体。结果表明,以硅化镁粉、镁粉/氮化硅粉作为反应物,可以制备出高纯的MgSiN2粉体,其氧含量最低可以达到0.38wt.%。&br&
首次以自制的MgSiN2粉体作为生长助剂,采用SHS方法制备具有高长径比的β-Si3N4棒晶,并采用酸腐蚀玻璃相的办法将其有效的分散,分散后的β-Si3N4仍能保持棒状形貌。&br&
以单一的MgSiN2粉体作为烧结助剂可以有效促进Si3N4粉体的致密化。烧结机理的研究表明,在烧结过程中MgSiN2与Si3N4粉表面的SiO2形成Mg-Si-O-N系统的液相,促进了致密化。此外,还会有一部分的Si和N以Si3N-4析出以优化晶界。通过采用不同的烧结工艺条件可以控制烧成后氮化硅陶瓷的相组成及显微结构,获得综合力学性能优良的氮化硅陶瓷,其显微硬度为23.1GPa、断裂韧性为6.3MPam1/2、抗弯强度为988MPa。利用添加β-Si3N4棒晶作为品种可进一步调控氮化硅陶瓷的相组成及显微结构,使氮化硅陶瓷在保持较高的硬度的同时(19.9GPa),提高其断裂韧性(7.0MPa.m1/2)及抗弯强度(1249MPa)。&br&
通过Si3N4陶瓷热导率的理论计算模型分析,指出了通过控制晶界相和晶粒的生长两个方面可以提高氮化硅陶瓷的热导率。研究了采用单一的MgSiN2或者重量比为1:1的MgSiN2和Y2O3的混合物作为烧结助剂对Si3N4陶瓷热导率的影响。结果表明,单一的MgSiN2更有利于热导率的提高,工艺参数的优化能有效地提高Si3N4陶瓷的热导率。其中,以单一的MgSiN2作为烧结助剂,并添加1 wt.%的β-Si3N4品种在1900℃保温4小时的情况下,可以得到热导率为158 Wm-1.K-1、抗弯强度为934MPa的高强高热导Si3N4陶瓷。&br&
首次以MgSiN2作为烧结助剂,采用SPS烧结技术快速烧结得到致密的Si3N4陶瓷。通过烧结工艺的选择可以控制烧成后的陶瓷样品中的相组成及显微结构,可以制备断裂韧性为7.7 MPam1/2,同时保持19.0GPa的显微硬度的Si3N4陶瓷。通过控制Si3N4陶瓷的相组成及晶粒的生长,可以得到热导率为100Wm-1.K-1、断裂韧性为6.3 MPam1/2的Si3N4陶瓷材料。7.会议论文王声宏.张英才.韩文成.孔祥玖自蔓延高温合成氮化硅的研究 2004本文在106炉生产规模氮化硅的合成试验中,通过对高压釜内氮气温度与压力的变化计算出在合成过程中耗氮量变化,计算结果表明,氮化硅燃烧合成的特点属自蔓延高温合成中非稳态合成。其燃烧模式为振荡燃烧及螺旋燃烧。此外,氮气渗透率与高压釜内氮压及氮气渗透阻力有关。8.期刊论文王声宏.张英才.韩文成.孔祥玖自蔓延高温合成氮化硅的研究-粉末冶金工业)本文在106炉生产规模氮化硅的合成试验中,通过对高压釜内氮气温度与压力的变化计算出在合成过程中耗氮量的变化,计算结果表明,氮化硅燃烧合成的特点属自蔓延高温合成中非稳态合成.其燃烧模式为振荡燃烧及螺旋燃烧.此外,氮气渗透率与高压釜内氮压及氮气渗透阻力有关.9.学位论文李文魁自蔓延合成氮化硅基多孔陶瓷的研究 2004利用自蔓延高温合成(SHS)方法制备高性能的多孔陶瓷材料是近年来国内外研究的一个热点.该文采用该方法制备了氮化硅基多孔陶瓷,并研究了其中的工艺和理论问题.首先,以商用硅粉和氮化硅粉为主要原料,通过调整组分和工艺条件,合成出了高气孔率,强度适中的多孔氮化硅材料.研究和探讨了自蔓延合成氮化硅基多孔陶瓷反应过程中的物理化学变化,分析了原料组分和工艺参数对反应过程以及最终产物的形貌和性能的具体影响.通过&淬熄&法,研究了不同反应阶段可能的物理化学反应,探讨了自蔓延过程中β-Si&,3&N&,4&棒晶的生长机理,并建立了反应模型.棒晶生长分为三个阶段:成核反应阶段,快速生长阶段和棒晶发育阶段.其次,为减少宏观裂纹的出现,并进一步提高材料的介电性能,利用BN部分替代α-Si&,3&N&,4&稀释剂,合成了Si&,3&N&,4&-BN复合多孔材料.分析了添加BN对产物的显微形貌和性能的影响.研究了Si&,3&N&,4&-BN复合多孔材料在酸、碱溶液中的腐蚀行为,分析了腐蚀机理.由于具有较高的气孔率,Si&,3&N&,4&-BN复合多孔材料达到腐蚀平衡所需时间短,反应控制腐蚀阶段时间短.随温度的提高,材料的抗腐蚀性有所下降.为了进一步提高材料的强度,研究了玻璃添加剂对自蔓延合成氮化硅基多孔陶瓷的影响.对于没有BN添加的样品,玻璃的加入会一定程度上阻碍棒晶的形成,降低了气孔率,提高强度.玻璃的最佳含量约为2wt%.对于同时添加BN和玻璃的样品,随着玻璃含量的增加,气孔率下降,强度提高.原因是BN的加入使反应平稳,玻璃可以均匀分布,有利于强度的提高.10.期刊论文张学军.郑永挺.韩杰才.周立娟.ZHANG Xuejun.ZHENG Yongting.HAN Jiecai.ZHOU Lijuan 稀释剂含量对自蔓延高温合成Si3N4-SiC-TiN陶瓷的影响-硅酸盐学报)以TiSi2和SiC为原料,利用自蔓延高温合成(self-propagation high-temperature synthesis,SHS)方法合成直径为24mm的Si3N4-SiC-TiN陶瓷.通过理论计算和实验研究了不同孔隙率压坯中稀释剂SiC含量对反应物TiSi2转化率的影响.结果表明:SiC在一定范围内增加有利于TiSi2的氮化,且含40%(质量分数,下同)SiC和50%SiC的压坯在燃烧合成过程中发生了SiC的氮化反应.压坯孔隙率为50%(体积分数,下同)时,反应物TiSi2氮化充分,最终产物为Si3N4-SiC-TiN.孔隙率为45%,含量为30%SiC和40%SiC压坯的合成产物中残留游离Si,50%SiC压坯的合成产物中未发现游离Si.在稀释剂含量为35%SiC,氮气压力为150 MPa条件下,所得的Si3N4-SiC-TiN复相陶瓷抗弯强度达430 MPa,断裂韧性为3.6MPam1/2.引证文献(15条)1.江涌.廖红梅.吴澜尔.康必文温度对氮化硅粉烧结密度的影响[期刊论文]-兵器材料科学与工程 .王正军.刘莲香自蔓燃高温合成工艺参数对制备氮化硅粉体的影响[期刊论文]-中国粉体技术 .张学军.郑永挺.韩杰才燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷的显微结构[期刊论文]-硅酸盐学报 .王正军.李金富.燕东明.王拥军.段关文 SHS法工艺参数对制备氮化硅粉体的影响[期刊论文]-粉末冶金工业.赵兴宇组分和工艺对α-Sialon显微结构和力学性能的影响[学位论文]硕士 20066.王焕磊氮化硅晶须的研究现状[期刊论文]-山东陶瓷 .王焕磊.王伟.王金亮氮化硅晶须的研究现状[期刊论文]-化工新型材料 .毕丽锋氮化硅纳米晶须的制备工艺及其表征[学位论文]硕士 20059.祝少军氮化硅闪速燃烧合成机理研究[学位论文]博士 200510.陈俊红 Fe-Si&,3&N&,4&组成、结构及其对Al&,2&O&,3&-SiC-C体系材料高温性能的影响[学位论文]博士 200511.崔霞复合添加制备Si&,3&N&,4&多孔陶瓷材料的研究[学位论文]硕士 200512.陈常连α-Si&,3&N&,4&陶瓷的液相烧结及其介电性能研究[学位论文]硕士 200513.刘晓光闪速燃烧合成氮化硅铁的性能与应用研究[学位论文]硕士 200514.祝少军.孙加林.陈俊红.占华生.洪彦若硅铁闪速燃烧合成氮化硅铁[期刊论文]-耐火材料 .徐协文.刘其城.郑子樵自蔓延法制备Si3N4粉时的氮气压力[期刊论文]-中南工业大学学报(自然科学版)2003(1)本文链接:http://d.g./Periodical_clkxygy.aspx授权使用:湖南大学(hunandx),授权号:0e1f652c-d717-4d43-aef2-9e5d0114bb20下载时间:日播放器加载中，请稍候...
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第9卷第l期2 0 0 1年3月材料科学与工艺MAlERIA LS SCIENCE&TECHNOLOGYV01.9 N01M盯200I自蔓延高温合成氮化硅的生长机理王华彬,张学忠,韩杰才,杜善义(哈尔浜工业大学复合材料中心,黑龙江哈尔滨150001))摘要:通过放气法观察到了短棒状B—s‘N。以气一液一固(VLS)机制生长的中间形态.以气一液一固机制生长的B—Si,N4所需的液相...
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