přípravní proces nitridu křemíku

Metoda produkce nitridu křemíku má významný dopad na krystalovou fázi, čistotu a kompaktnost materiálu. V závislosti na požadavcích na aplikaci mohou různé produkční metody produkovat materiály nitridu křemíku s různými vlastnostmi.

A. Přímé nitriding
Metodika metody

Přehled Přímé nitriding je proces, ve kterém křemíkové páry a dusík reagují při vysokých teplotách za vzniku nitridu křemíku, obvykle při teplotách mezi 1400 a 1500 stupňů, za vzniku materiálů ve smíšené fázi -si₃n₄ a -Si₃n₄.

Řízení procesů a příslušné scénáře

Přímé nitriding je vhodný pro produkci s vysokým objemem, ale vyžaduje přísnou kontrolu parametrů, jako je teplota, čistota dusíku a průtok, aby se zajistil homogenní a kompaktní produkt. Tato metoda je vhodná pro výrobu materiálů s hromadným křemíkovým nitridem, které se široce používají při výrobě průmyslové strukturální keramiky.

B. Princip depozice par (CVD)


Chemická depozice par (CVD) je proces, ve kterém silan (SIH₄) a amoniak (NH₃) reagují při vysokých teplotách za vzniku tenkých filmů nitridu křemíku. Regulací podílu a průtoku reakčního plynu lze získat filmy nitridu křemíku s rovnoměrnou tloušťkou a vysokou čistotou.

Výhody a nevýhody:

Tenké filmy nitridu křemíku produkované metodou CVD jsou vysoká čistota a vysoce kompaktní, ale vybavení této metody je složité a drahé a je vhodné pro výrobu tenkých filmů v polovodičích a mikroelektronických zařízeních.

C. Vysokotlaký
Nitriding pracovní princip a vybavení

Požadavky Vysokotlaká nitridingová metoda zlepšuje hustotu a pevnost nitridu křemíku provedením nitridingové reakce při vysoké teplotě a vysokém tlaku. Vysokotlaké prostředí podporuje reakci křemíku a dusíku, čímž se zkracuje reakční doba.

Tato metoda je vhodná pro výrobu strukturální keramiky s vysokou hustotou a často se používá při přípravě materiálů nitridu křemíku s požadavky na vysokou pevnost, jako jsou vysoce výkonná ložiska a nástroje pro řezání, ale požadavky na vybavení jsou vysoké, náklady na přípravu jsou vysoké a je vhodné pro produkci vysokých produktů s hodnotou.

D. Syntéza s vysokou teplotou samopropaguje (SHS)
Metodologie

Přehled Syntéza s vysokou teplotou (SHS) s vlastním programem (SHS) používá charakteristiky chemických reakcí k vytvoření vysokých teplot zapalováním pro stimulaci spontánní nitridingové reakce za vzniku prášku nitridu křemíku.

Charakteristiky procesu

Metoda SHS má vysokou rychlost reakce a nízkou spotřebu energie, ale stabilita a uniformita reakce je obtížné kontrolovat. Tato metoda je vhodná pro rozsáhlou výrobu práškových materiálů a používá se hlavně pro aplikace, jako jsou plnicí materiály a postřikové prášky.