Si3N4陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料

氮化硅的許多 特性都?xì)w結(jié)為在此構(gòu)造。純Si3N4為3119，有α和β二種分子結(jié)構(gòu)，均為六角晶型，其溶解溫度在空氣中為1800℃，在110MPa氮中為1850℃。Si3N4線膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱率高。廢氣焚燒爐中的廢氣中含有害物質(zhì)，而且在高溫下氧化分解對(duì)內(nèi)襯破壞性強(qiáng)。壓合煅燒的氮化硅加溫到l000℃后資金投入涼水中也不容易。不在太高的溫度下，Si3N4具備較高的強(qiáng)度和耐沖擊性，但在1200℃之上會(huì)隨使用時(shí)間的提高而出現(xiàn)損壞，使其強(qiáng)度減少，在1450℃之上更易出現(xiàn)疲憊毀壞，因此Si3N4的應(yīng)用溫度一般不超過(guò)1300℃。Si3N4將來(lái)的發(fā)展前景是：⑴充分運(yùn)用和運(yùn)用Si3N4自身所具備的出色特點(diǎn)；⑵在Si3N4粉末狀煅燒時(shí)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一些新的助熔劑，科學(xué)研究和操縱目前助熔劑的成份；⑶改進(jìn)制粉、成形和燒結(jié)法；⑷研發(fā)Si3N4與SiC等原材料的復(fù)合化，便于制得大量的高分子材料。它耐熱，強(qiáng)度一直能夠 保持到1200℃的高溫而不降低，遇熱后不容易熔成融體，一直到1900℃才會(huì)溶解，并有令人的耐溶劑腐蝕能，能耐基本上全部的強(qiáng)氧化劑和30%下列的水溶液，也能耐許多 檸檬酸的浸蝕；另外也是一種電絕緣層材料。廢棄氮化硅瓷器便是歷經(jīng)應(yīng)用之后，毀壞或是損壞的氮化硅產(chǎn)品，Si3N4瓷器是一種化學(xué)鍵化學(xué)物質(zhì)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元為[SiN4]四面體，硅原子坐落于四面體的正中間，在其周邊有四個(gè)氮原子，各自坐落于四面體的四個(gè)端點(diǎn)，隨后以每三個(gè)四面體同用一個(gè)分子的方式，在三維空間產(chǎn)生持續(xù)而又牢固的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

廢舊氮化硅磚主要用于耐火材料行業(yè)

因?yàn)榈枧c碳碳復(fù)合材料、三氧化二鋁、二氧化釷、氮化硼等能產(chǎn)生較強(qiáng)的融合，因此可作為融合原材料，以不一樣配制開(kāi)展改性材料。除此之外，氮化硅還能運(yùn)用到太陽(yáng)能電池板中。用PECVD法鍍氮化硅膜后，不僅能做為減反射膜可減少入射角的反射面，并且，在氮化硅薄膜的堆積全過(guò)程中，反映物質(zhì)氫原子進(jìn)到氮化硅薄膜及其硅單晶內(nèi)，具有了鈍化處理缺點(diǎn)的功效。這兒的氮化硅氮硅原子數(shù)量比并并不是嚴(yán)苛的4:3，只是依據(jù)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)的不一樣而在一定范疇內(nèi)起伏，不一樣的分子占比相匹配的薄膜的物理特性各有不同。Si3N4今后的發(fā)展方向是：⑴充分發(fā)揮和利用Si3N4本身所具有的優(yōu)異特性。大家收購(gòu) 的廢棄氮化硅磚關(guān)鍵用以耐火材料行業(yè)，耐火材料行業(yè)歸屬于基本工業(yè)生產(chǎn)，是鋼材、稀有金屬都離不了的行業(yè)，圍繞全部工業(yè)生產(chǎn)鏈，因此耐火材料行業(yè)對(duì)碳碳復(fù)合材料和氮化硅的需要量十分大。氮化硅是耐火材料行業(yè)使用量很大的原料，因?yàn)榈璧哪蜔嵝阅芎涂垢g性能都不錯(cuò)，因此氮化硅是生產(chǎn)制造煉鐵高爐無(wú)水炮泥、鐵錐耐火澆注料、抗腐蝕氮化硅瓷器的原料。性能氮化硅磚是以Si3N4為主要成分的獨(dú)特耐火材料產(chǎn)品。相對(duì)密度3.19g/cm3。熱膨脹系數(shù)小，為2.53×10-6/℃。1200℃下導(dǎo)熱率18.4W/(m·K)。耐熱性好，1200～2000℃熱交換器上一千次不毀壞?？拐蹚?qiáng)度達(dá)到200~700MPa，耐空氣氧化溫度1400℃，在復(fù)原氛圍中達(dá)到1870℃。室內(nèi)溫度電阻1.1×1014Ω·m。選用硅粉滲氮后煅燒或壓合方式制得。制得原料生產(chǎn)制造氮化硅磚的關(guān)鍵原料是煅燒鎂砂和鉻鐵礦。鎂砂原料的純凈度要盡量高，鉻鐵礦成分的規(guī)定為：Cr2O330～45%，CaO不超1.0～1.5%。

如果要在半導(dǎo)體基材上沉積氮化硅，有兩種方法可供使用：

利用低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)在相對(duì)較高的溫度下利用垂直或水平管式爐進(jìn)行。

等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在溫度相對(duì)較低的真空條件下進(jìn)行。

氮化硅的晶胞參數(shù)與單質(zhì)硅不同。因此根據(jù)沉積方法的不同，生成的氮化硅薄膜會(huì)有產(chǎn)生張力或應(yīng)力。特別是當(dāng)使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)時(shí)，能通過(guò)調(diào)節(jié)沉積參數(shù)來(lái)減少?gòu)埩Α?/p>

先利用溶膠凝膠法制備出二氧化硅，然后同時(shí)利用碳熱還原法和氮化對(duì)其中包含特細(xì)碳粒子的硅膠進(jìn)行處理后得到氮化硅納米線。硅膠中的特細(xì)碳粒子是由葡萄糖在1200-1350℃分解產(chǎn)生的。