ації аміаку. Активні молекули азоту, що утворюються, при дисоціації, також зумовлюють нижчу температуру початку взаємодії і велику його швидкість. Домішки заліза і деяких металів прискорюють взаємодія. При температурі від 900 до 1100 ° С вони сприяють відновленню оксидної плівки воднем і прискорюють утворення монооксиду кремнію. Поблизу 1200 ° С їх дія таке ж, як і при використанні азоту.
Отримані цим методом порошки зазвичай повністю кристалічності. Форма і розміри зерен залежать від параметрів процесу, розміру часток вихідного кремнію і змінюються в межах від 0,5 до 5 мкм. Кількість домішок визначається чистотою вихідних продуктів і складністю азотування кремнію високої чистоти.
Крім того, наявність домішок (Fe, Ca, Mg, W, Ni, Mo, Si та інших) може бути наслідком намолено при використанні кульових млинів з розмельними тілами із заліза, порцеляни або твердого сплаву. Зазначені домішки (хімічні елементи, сплави, сполуки або тверді розчини) утворюють включення у вигляді дефектів кристалічної структури, які служать джерелами руйнування навантажених зразків. Домішки в результаті намолено можуть утворюватися у вигляді дрібних частинок абразивного зношування або у вигляді грубих осколків при їх втомному викрашування.
Розроблено способи отримання тонкодисперсного нітриду кремнію шляхом випаровування порошку кремнію в високотемпературному потоці азоту при умовах високочастотного розряду в присутності аміаку. Розмірами частинок порошку можна управляти введенням аміаку в зону реакції. Тонкодисперсні порошки частково аморфізовани, містять в основному? - Si 3 N 4 і характеризуються високою активністю при спіканні. Запропоновано також спосіб отримання нітриду в плазмової дугової печі з металевого кремнію або оксиду в присутності водню. У результаті одержують високодисперсний однорідний порошок [18]. Як вихідні продукти можу бути використані рідкі або газоподібні сполуки кремнію, які вдуваються в азотну плазму.
Зростаючий попит на нітрид кремнію викликав пошук більш дешевих способів його отримання, тому метод відновлення оксиду кремнію вуглецем з одночасним азотуванням в даний час особливо привертає увагу дослідників. В якості вихідного кремній продукту використовують кремінну кислоту, кремнезем кристалічний і аморфний, а також природні матеріали та відходи виробництва: діатомітових землю, природний туф, шунгіти, рисову лушпиння. Восстановителями служать аморфний вуглець, графіт, карбід кремнію, нафтовий кокс і карбонізувалось смола. Для більш повної дифузії азоту рекомендується вводити у вихідну шихту готовий нітрид.
При синтезі цим способом нітрид кремнію утворюється переважно в? - формі, вихід якої збільшується при добавці до суміші оксиду кремнію з вуглецем елементарного кремнію. При цьому підвищується концентрація монооксиду кремнію, азотірующегося до? -Si 3N4.
Як у випадку прямого синтезу в потоці аміаку, освіта нітриду з SiО2 починається при більш низькій температурі і протікає більш інтенсивно. Так, при азотуванні шихти при 1300 ° С за 3 год ступінь перетворення в азоті становила 15%, а в аміаку - 40%.
Для отримання високоактивних чистих порошків необхідно використовувати чисті сполуки, наприклад, попередньо очищений кварц, аеросил або гель SiО 2. Порошок нітриду кремнію містить досить велику кількість примесного вуглецю. Випалити його на повітрі без одночасного підвищення вмісту кисню досить важко.
Морфологія частинок залежно від параметрів процесу міняється від равноосной до голчастою. Частинки майже повністю кристалічних порошків можуть бути як субмікронними глобулами, так і мати огранювання.
У вихідний порошок SiО 2, отриманий золь-гель технологією з наступним сушінням в розпилювальної сушарці, можна ввести необхідної для синтезу кількість вуглецю на стадії утворення золю з подальшим утворенням гелю SiО 2 з гомогенно розподіленим вуглецем [19]. В якості речовин, що утворюють вуглець, можуть бути використані різні вуглеводні.
При газофазний осадженні нітрид кремнію утворюється в результаті взаємодії силану (SiN4) і його галогенно - або органопроізводних з азотом або аміаком, а також галогенідів кремнію з аміаком або азотоводородной сумішшю.
Процес ведуть при температурі від 1200 до 1500 ° С при нормальному і зниженому тисках. Дослідження впливу технологічних параметрів на вихід нітриду показало доцільність проведення процесу з мінімальним утворенням ДИАМИДА кремнію, який легко полімеризується і утворює різні комплекси, розкладання яких до Si 3 N 4 протікає неоднаково. Регулюючи технологічні параметри, можна отримувати порошки різного ступеня кристалічності і чистоти.
Порошок, отримані цим методом, приблизно на порядок чистіше за всіма домішкам, ніж попередні (масова частка F...
