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氮化硅粉体制备方法
氮化硅粉体制备方法
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SiCl4或SiH4和NH3
3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2
此法只限于实验室规模的研究居多,虽然本法能够获得高纯、超细Si3N4粉末,但要获得高α相Si3N4粉末很困难,且生产率很低
激光气相反应法
SiH4和NH3
CO2+SiH4+NH3→Si3N4+
激光法制备的Si3N4粉末通常是高纯、超细的无定形微粉,粒子呈球形,粒度分布范围窄
等Hale Waihona Puke 子体气相反应法氯化硅、氨气
SiCl4(g) +NH3→Si3N4+
容易实现批量生产
氮化硅粉体制备方法
方法
原料
化学方程式
工艺要点
固相反应法
硅粉直接氮化法
纯度较高的硅粉和氮气或者氨气
3Si+2N2→Si3N4
3Si+4NH3→Si3N4+6H2
硅粉中Fe、O、Ca等杂质<2%,加热温度≤1400℃,并注意硅粉粒度与N2的纯度;1200~1300℃时α-Si3N4含量高,但产物较为粗大,需后加工,易混入杂质
3Si(NH)2→Si3N4+2NH3
3Si(NH2)4→Si3N4+8NH3
该法反应速度较快,可在较短的时间内获得氮化硅粉体
溶胶凝胶法
PTES、TEOS等
3SIO2+6C+2N2→Si3N4+6CO
方法便利,易于大规模生产,但纯度难以保证,氧含量和游离碳含量都比较高
气相反应法
高温气相反应法(CVD)
碳热还原二氧化硅法
二氧化硅、碳粉和氮气
3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO
工艺操作较易,α-Si3N4含量较高,颗粒较细
自蔓延法(SHS)
硅粉和氮气
3Si+2N2→Si3N4
节能,产物纯度高,合成反应时间短,产物烧结活性高
液相反应法
热分解法
氯化硅、氨气、己烷
SiCl4+6NH3→Si(NH)2+4NH4Cl
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