Hei acolo! În calitate de furnizor de nitrură de siliciu, sunt foarte încântat să vă împărtășesc cum este sintetizat acest material uimitor. Nitrura de siliciu, cu proprietățile sale excelente, cum ar fi rezistența ridicată, rezistența la șoc termică bună și rezistența la coroziune, are o gamă largă de aplicații. DinTub de protecție a încălzitorului cu nitru de siliciulaTub de protecție a termocuplei pentru turnătorieşiTub de ridicare a nitrurii de siliciu de joasă presiune, este în jurul nostru în diverse industrii.
Să începem cu elementele de bază. Nitrura de siliciu are formula chimică Si₃n₄. Există în principal două forme de cristal: α - si₃n₄ și β - si₃n₄. Forma α este metastabilă și se poate transforma în forma β la temperaturi ridicate.
Nitridare directă
Una dintre cele mai simple metode de sintetizare a nitrurii de siliciu este nitridarea directă. În acest proces, pulberea de siliciu este încălzită într -o atmosferă de azot sau amoniac. Reacția merge astfel:
3si + 2n₂ → si₃n₄
În primul rând, ai nevoie de pulbere de siliciu de înaltă puritate. Mărimea particulelor din pulberea de siliciu contează foarte mult. Pulberile mai fine au o suprafață mai mare, ceea ce înseamnă mai mult contact cu gazul de azot și, astfel, o rată de reacție mai rapidă. Puneți pulberea de siliciu într -un cuptor, apoi introduceți gaz de azot. De obicei, temperatura trebuie să fie în jur de 1300 - 1400 ° C.
Avantajul acestei metode este simplitatea acesteia. Este o modalitate relativ directă de a obține nitrură de siliciu. Cu toate acestea, există unele dezavantaje. Reacția este exotermică, care poate provoca supraîncălzire locală în patul de pulbere. Această supraîncălzire poate duce la formarea de boabe mari de nitrură de siliciu și la unele siliciu nereacționat care rămân în produs. Pentru a depăși acest lucru, este posibil să fie nevoie să controlați cu atenție rata de încălzire și să utilizați unii aditivi pentru a îmbunătăți uniformitatea reacției.
Reacție - Nitru de siliciu legat (RBSN)
Reacția - Nitrura de siliciu legată este strâns legată de nitridarea directă. În producția de RBSN, un corp verde este format pentru prima dată din pulbere de siliciu și unii aditivi. Aditivii pot fi lucruri precum alumina sau yttria, care ajută în procesul de nitridare și îmbunătățește proprietățile produsului final.
Corpul verde este apoi nitrat într -o atmosferă de azot la temperaturi ridicate. În timpul nitridării, siliciul din corpul verde reacționează cu azot pentru a forma nitrură de siliciu. Marele lucru despre RBSN este că poate păstra forma corpului verde. Deci, puteți face componente în formă complexă cu ușurință. De exemplu, TheTub de ridicare a nitrurii de siliciu de joasă presiunepoate fi produs folosind această metodă.
Cu toate acestea, RBSN are o densitate relativ mică în comparație cu alte forme de nitrură de siliciu. Acest lucru se datorează faptului că există unii pori rămași în structură după nitridare. Dar acești pori pot oferi, de asemenea, RBSN câteva proprietăți unice, cum ar fi o bună rezistență la șocuri termice.
Depunerea de vapori chimici (CVD)
Depunerea de vapori chimici este o metodă mai avansată pentru sintetizarea nitrurului de siliciu. În BCV, se folosesc precursori gazoși. În mod obișnuit, se folosesc siliciu - care conține gaze precum silan (SIH₄) și azot - care conțin gaze precum amoniacul (NH₃). Reacția are loc pe un substrat încălzit. Reacția generală este:
3sih₄ + 4nh₃ → si₃n₄ + 12h₂
Substratul este plasat într -o cameră de reacție și sunt introduse gazele precursoare. Camera este încălzită la o temperatură ridicată, de obicei în jur de 700 - 1000 ° C. Gazele reacționează pe suprafața substratului, iar nitrura de siliciu este depusă strat prin strat.
Avantajul CVD este că poate produce filme de nitru de siliciu de înaltă calitate. Aceste filme au o uniformitate excelentă și pot fi depuse pe substraturi complexe în formă. De exemplu, în microelectronică, filmele de nitrură de siliciu depuse sunt utilizate ca izolatori.Tub de protecție a încălzitorului cu nitru de siliciuPoate utiliza, de asemenea, CVD - nitrură de siliciu depusă pentru acoperirea sa de protecție.
Dar CVD are limitările sale. Este un proces scump, deoarece necesită gaze precursoare de înaltă puritate și o cameră de reacție controlată bine controlată. Rata de depunere este, de asemenea, relativ lentă, ceea ce face ca producția pe scară largă să fie un pic provocatoare.
Sintering fără presiune
Sinterizarea fără presiune este utilizată pentru a face nitrură de siliciu dens. În primul rând, pulberea de nitrură de siliciu (de obicei un amestec de forme α și β) este amestecată cu SIDA de sinterizare. Aceste ajutoare de sinterizare pot fi oxizi precum yttria (y₂o₃) și alumina (al₂o₃).
Amestecul de pulbere este apoi apăsat într -un corp verde. După aceea, corpul verde este încălzit într -un cuptor fără a aplica presiune externă. La temperaturi ridicate (în jurul anului 1700 - 1800 ° C), SIDA Sintering reacționează cu nitrura de siliciu și formează o fază lichidă. Această fază lichidă ajută în procesul de densificare prin promovarea rearanjării particulelor de nitrură de siliciu.
Avantajul sinterizării fără presiune este că poate produce componente de nitru de siliciu dense cu proprietăți mecanice bune. Cu toate acestea, prezența SIDA de sinterizare poate afecta uneori proprietățile de temperatură ridicată ale nitrurii de siliciu.
Hot - apăsând
Hot - Pressing este un alt mod de a face nitrură de siliciu dens. În această metodă, pulberea de nitrură de siliciu împreună cu SIDA de sinterizare este plasată într -o matriță. Apoi, se aplică presiune în timpul încălzirii pulberii în matriță. Presiunea poate fi în jur de 20 - 30 MPa, iar temperatura este de obicei în intervalul 1600 - 1800 ° C.
Presiunea ajută la reducerea porozității materialului și la promovarea procesului de densificare. În comparație cu sinterizarea fără presiune, presarea la cald poate produce nitrură de siliciu cu densitate mai mare și proprietăți mecanice mai bune. Dar are unele limitări. Echipamentul pentru presarea la cald este mai complex și mai scump. De asemenea, este dificil să faci componente cu dimensiuni mari sau complexe, folosind apăsarea fierbinte din cauza limitărilor de proiectare a matriței.
Aplicații și produsele noastre
Nitrura de siliciu are o gamă largă de aplicații. În industria de turnătorie,Tub de protecție a termocuplei pentru turnătorieFabricat din nitrură de siliciu poate proteja termocuple de metalul topit la temperatură ridicată. Rezistența excelentă la șocuri termice și rezistența la coroziune a nitrurii de siliciu asigură stabilitatea pe termen lung a termocuplei.
În industria de încălzire,Tub de protecție a încălzitorului cu nitru de siliciupoate proteja încălzitoarele de medii dure. ȘiTub de ridicare a nitrurii de siliciu de joasă presiuneeste utilizat în procesele de turnare pentru a asigura un flux neted de metal topit.
De ce să ne alegem
În calitate de furnizor de nitrur de siliciu, avem ani de experiență în sintetizarea produselor de nitrură de siliciu de înaltă calitate. Folosim tehnici avansate de producție și măsuri stricte de control al calității. Indiferent dacă aveți nevoie de nitrură de siliciu pentru o aplicație simplă sau o componentă în formă completă, complexă, putem îndeplini cerințele dvs.
Dacă sunteți interesat de produsele noastre de nitru de siliciu sau aveți întrebări cu privire la procesul de sinteză, nu ezitați să vă adresați. Suntem întotdeauna aici pentru a vă ajuta cu nevoile dvs. de achiziții și pentru a discuta despre modul în care produsele noastre se pot încadra în proiectele dvs.
Referințe
- German, RM (1996). Teoria și practica sinterizării. John Wiley & Sons.
- Rice, RW (1998). Nitru de siliciu: o ceramică structurală de înaltă performanță. Societatea ceramică americană.
- Mitomo, M. (1991). Ceramică cu nitru de siliciu. Marcel Dekker.
