氮化硅陶瓷连接工艺及结合强度研究

采用由Ｙ２Ｏ３,Ａｌ２Ｏ３,ＳｉＯ２和Ｓｉ３Ｎ４粉料配制的焊料对氮化硅陶瓷进行连接试验,探讨了组分、焊接温度、压力和保温时间对结合强度的影响规律。结果表明,结合层致密化程度结合强度的关键因素。随着焊料中α－Ｓｉ３Ｎ４含量的增加,结合强度先升后降,在较高的温度下纯液态玻璃焊料容易从结合层流失,而对于氮化硅－玻璃复合焊料,高温加速了α－Ｓｉ３Ｎ４和βＳｉ３Ｎ４转变的动力。合适的压力可以保证焊料具有良好     

氮化硅基陶瓷连接技术的研究进展

陶瓷连接技术是结构陶瓷实用化的有效手段，焊料成分对连接体的性能具有决定性作用。本文主要从焊料成分选择的角度，总结了氮化硅基陶瓷连接技术的发展现状；并重点讨论了陶瓷／玻璃复合焊料在β-Sialon陶瓷连接中的应用。     

Si3N4／Si3N4陶瓷连接的研究进展

连接技术是Ｓｉ３Ｎ４陶瓷实用过程中必须解决的难题之一。本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４陶瓷连接的研究现状以及不同连接工艺对连接强度的影响。     

高炉用氮化硅结合碳化硅制品化学分析方法的研究

确定了高氧化铝含量（０．５％－２０％）的高炉用氮化硅结合碳化硅制品中Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ｆＳｉ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３六种化学成分的化学分析方法试验条件．并按条件试验选择了分析方法，进行了精密度、准确度和实际工作的考核，证明了本分析方法可靠、切实可行，能满足科研工作和生产的要求。     

反应烧结氮化硅陶瓷的连接

用硅粉、黏土、硅溶胶配制的浆料作为焊料,在1390℃氮化烧结过程中,对经过预氮化的氮化硅陶瓷进行无压反应烧结连接。实验表明：黏土的加入改善了焊料塑性,形成了较致密的接头,连接强度达到40MPa。焊料经反应烧结后生成了Si3N4和O′-sialon,与母材具有物理化学相容性。焊料／母材界面处形成了针状sialon晶体交织的网络结构,将焊料与母材互锁成为一个整体,起到很好的界面结合作用。焊料的反应烧结和焊料／母材界面反应都为溶解一沉淀机理控制。     

粒子弥散强化氮化硅基陶瓷

运用晶界工程理论，选择能形成高耐炎度晶界相的Ｙ２Ｏ３和Ｌａ２Ｏ３双稀土氧化物为Ｓｉ３Ｎ４陶瓷烧结助剂，材料具有优异的高温强度。第二相碳化硅粒子的引入有效地改善了氮化陶瓷的显微结构和力学性能。以无压烧结工艺制备的高性能α／β－Ｓｉａｌｏｎ复相陶瘊等在实际应用中获得良好效果。     

使用廉价原料烧制氮化硅陶瓷

日本五十铃汽车公司陶瓷研究所研究成功的一种新技术,可将氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）陶瓷件的生产成本降低２５％～３０％。此技术可在模具内焙烧中用较低廉的前体原料烧成陶瓷。通常的陶瓷件制法以Ｓｉ３Ｎ４粉体（用Ｓｉ直接氮化或通过ＳｉＣｌ４与氨反应合成）为原料,比新制法使用的原料贵１０～２０倍。新法使用的原料是含２％的铁和５％氧化钽、氧化铝和氧化钇的Ｓｉ粉体。此混合物用一已获专利的方法均匀分散,置入模具内。在氮气氛围（０９ＭＰａ压力）下焙烧,温度由１４００℃逐步提高到１８５０℃,３天后混合物转变成氮化硅陶瓷。…     

氮化硅陶瓷高温摩擦学性能

本文研究热压氮化硅陶瓷与３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢组成的销－盘摩擦副，在空气中非润滑条件下，４００～８００℃不同载荷（４９～３４３Ｎ）的摩擦磨损性能；测定了磨擦系数和Ｓｉ３Ｎ４销的磨损因子；通过对Ｓｉ３Ｎ４磨损面的ＳＥＭ形貌观察、Ｘ射线相结构分析，探讨了陶瓷销的磨损机理     

Si3N4／Si3N4陶瓷连接的研究进展

本文综述了Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４陶瓷连接的研究现状，论述不同连接工艺对接头强度的影响。     

硝酸盐烧结助剂对氮化硅陶瓷材料力学性能的影响

选用硝酸盐（Ａｌ（ＮＯ３）３·９Ｈ２Ｏ及Ｙ（ＮＯ３）３·６Ｈ２Ｏ）作为Ｓｉ３Ｎ４陶瓷烧结助剂替代传统的氧化物（Ａｌ２Ｏ３及Ｙ２Ｏ３）粉末助剂。利用硝酸盐易分解且易溶于酒精的特性,采用球磨混料、煅烧、再球磨工艺使烧结助剂在烧结体中弥散分布,从而使Ｓｉ３Ｎ４陶瓷更加致密,性能更加优越。通过对新旧两种工艺制作的Ｓｉ３Ｎ４瓷试样进行ＳＥＭ的图象观察分析及对硬度、抗弯、断裂韧性等力学性能的测试表明,本工艺在各方面都取得了良好的效果。     

氮化硅陶瓷的烧结

氮化硅陶瓷广泛用作高温结构材料,是很有前途的陶瓷材料之一。本文研究了氮化硅陶瓷烧结动力学,分析了影响氮化硅陶瓷烧结的因素,为氮化硅陶瓷烧结提供了依据     

非晶氮化硅的研究

本文报道了非晶氮化硅薄膜的组成、结构与性能关系的研究结果。采用高频辉光放电工艺,改变硅烷、纯氨及氢气的配比可制备各种N/Si比的非晶氮化硅。这类膜中都含有氢,因此其结构式可用a-SiN_x:H表示。红外吸收光谱、氢释放谱、光电性能测试的实验结果表明:当膜中N/Si<0.56时,膜的结构以a-Si:H相为主,是一种半导体,当N/Si比>0.73,膜的结构以a-Si_3N_4:H相为主,是一种绝缘体,在0.56相似文献   

硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅陶瓷介电性能的影响

以硅粉为原料,添加质量分数为30%的成孔剂(苯甲酸)球形颗粒,反应烧结制备了气孔率为55%,具有球形宏观孔的低密度多孔氮化硅陶瓷.研究了硅粉粒径对反应烧结多孔氮化硅陶瓷介电性能的影响.结果表明:烧结后样品的介电常数ε'和介电损耗tanδ随着初始硅粉粒径的减小都有明显的降低.平均颗粒尺寸为7μm的硅粉制备的样品的ε'嘬小,约为2.5.原料硅粉的粒径变化将影响反应烧结的反应速率,从而影响反应烧结后样品的生成相和微观结构.随着平均颗粒尺寸的减小,反应烧结后Si3N4相含量增加,Si2ON2相和游离硅含量减少,气孔变小.     

可加工氮化硅/氮化硼复相陶瓷的制备

以硅(Si)粉、六方氮化硼(h-BN)为原料,在氮气(N2)中用燃烧合成(combustion synthesis,CS)气固反应法,原位生成可加工氮化硅/氮化硼(Si3N4/h-BN)复相陶瓷.考察了h-BN不同体积分数(下同)对Si3N4/h-BN复相陶瓷可加工性的影响.结果表明:在实验条件下,Si粉氮化完全,不存在残余的游离Si.Si3N4/h-BN复相陶瓷中以柱状β-Si3N4为主相,β-Si3N4晶粒之间为针状h-BN相.随着h-BN相含量的增加,Si3N4/h-BN复相陶瓷的可加工性提高,抗弯强度先减小后增加.h-BN含量为25%时,Si3N4/h-BN复相陶瓷的抗弯强度最低.     

含盐氮化硅浆料粘弹性的研究

反离子的价态和浓度往往是制约浓悬浮体浆料制备的关键因素。本工作以含有不同氯化钠浓度的２０ｖｏｌ．％氮化硅浆料（ｐＨ＝１１）为研究对象,借助于流变仪,通过稳态和动态扫描的方法研究了介质中盐浓度对浆料流动行为和粘弹行为的影响,得到与经典ＤＬＶＯ理论不相一致的结果,并且这些流变参数之间具有较好的一致性。     

冲击波合成立方氮化硅

以α-Si3N4粉体作原材料,采用平面飞片加载装置和样品回收装置进行了冲击波压缩合成实验,完整地回收到c-Si3N4,其单次合成出的c-Si3N4达到克量级.在40GPa,3600 K或在65GPa,6200 K的条件下,都有c-Si3N4生成;在45～55 GPa,4000～4500 K的条件下,c-Si3N4的转化率比较高,最高可达80%.在冲击波合成c-Si3N4的过程中,伴随着生成一定量的β-Si3N4.合成出的c-Si3N4粉体团聚体的颗粒尺寸约为1 μm.     

影响氮化硅浆料流变特性的因素

通过对影响氮化硅浆料流变性因素的研究发现：不同的氮化硅粉体具有不同的等电点（ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｉｎｇ,简称ＩＥＰ）。分散剂的引入明显改善浆料的流动性。对于粉体Ａ,当分散剂用量达１．２ｗｔ％时浆料具有最佳的流动性。颗粒尺寸及其形貌对浆料的流动性均有较大的影响：颗粒尺寸越大,颗粒形貌越不规则,浆料的流动性就越差。     

POTENTIOSTATIC TESTING OF THIN SILICON NITRIDE FILMS

Micron-thick silicon nitride can be plasma-deposited as a conformal coating over complex geometries in microelectronic assemblies. The resulting films are dense and chemically inert, providing an effective diffusion barrier against chemical attack as long as the films remain mechanically intact. Potentiostatic methods have been developed to evaluate the effectiveness of these films over 3-dimensional microelectronic structures. Coated test structures were made the anode in NaCl solution and the resulting anodic dissolution of underlying metal was found to be a sensitive indicator of cracks or pinholes in these films and is similar to the corrosion reactions that pose reliability problems in field usage. This method was used to rank the film's ability to protect flat metalized silicon, stitch bonds, and Al bondwires from chemical attack. The same electrochemical method was used in conjunction with a four-point bending method to detect the onset of microcracking during measurements of the film's net ultimate strain.