对单质硅的粉末进行渗氮处理的合成方法是在二十世纪50年代随着对氮化硅的重新“发现”而开发出来的。也是种用于大量生产氮化硅粉末的方法。但如果使用的硅原料纯度低会使得生产出的氮化硅含有杂质硅酸盐和铁。用二胺分解法合成的氮化硅是无定形态的,需要进一步在1400-1500℃的氮气下做退火处理才能将之转化为晶态粉末,二胺分解法在重要性方面是仅次于渗氮法的商品化生产氮化硅的方法。碳热还原反应是制造氮化硅的简单途径也是工业上制造氮化硅粉末符合成本效益的手段。
硅粉的粒度越细,比表面积越大,则可降成温度。粒度较细的硅粉与粒度较粗的硅粉相比,耐火砖大量回收,制品中含α- si3n4的量。降低硅粉的粒径,可以降---品的显微气孔尺寸。适当的粒度配比,可以提高制品密度。
温度对氮化速率影响很大。在970~1000℃氮化反应开始,在1250℃左右反应速率加快。在高温阶段,由于是放热反应,耐火砖常期回收,若温度很快超过硅的熔点(1420℃),则易出现流硅,---的将使硅粉坯体熔融坍塌。
硅粉中含有许多杂质,如fe,ca,aì,ti等。fe被认为是反应过程中的催化剂。它能促进硅的扩散,但同时,耐火砖长期回收,也将造成气孔等缺陷。fe作为添加剂的主要作用:在反应过程中可作催化剂,银川耐火砖,促使制品表面生成sio2氧化膜;形成铁硅熔系,氮溶解在液态fesi2中,促进β-si3n4的生成。但铁颗粒过大或含量过高,制品中也会出现气孔等缺陷,降低性能。一般铁的加入量为0~5%。al,ca,ti等杂质,易与硅形成低共熔物。适当的添加量,可以促进烧结,提高制品的性能。
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