碳热还原氮化制备氮化硅粉体反应条件研究

对二氧化硅碳热还原氮化合成氮化硅的反应体系进行了热力学和动力学分析,主要研究了反应温度和氮气流量对Si3N4、Si2N2O和SiC生成的影响。热力学研究表明,Si3N4的生成需要足够高的温度(高于1800K)和充足的氮气气氛;Si2N2O的生成条件是较低的温度(低于1700K)和不充足的氮气气氛;SiC的生成条件是更高的温度(高于2000K)和不充足的氮气气氛。试验研究验证了热力学的分析,并确定了碳热还原氮化合成氮化硅的主要工艺条件(氮气流量为3L/min、煅烧温度为1500℃)。在以上工艺条件下,可制备出纯的Si3N4粉体。     

Si3N4结合SiC材料在稀土电解槽中的应用及效果

采用Si3N4结合SiC板作为3kA液态下阴极稀土金属电解槽的侧壁材料,进行了实际电解工艺试验,考察了Si3N4结合SiC材料在稀土熔盐电解槽上的使用效果,研究表明,Si3N4结合SiC材料在稀土熔盐中腐蚀较严重,尤其是靠近电解槽阴极位置,由于弥散在电解质中的金属雾和阳极产生的气体加剧了Si3N4结合SiC材料受腐蚀破坏;板材由于受热不均产生了开裂现象,且开裂位置会加剧材料的腐蚀破坏,进一步的分析表明,Si3N4结合SiC材料在稀土熔盐中主要受腐蚀的是含Si3N4的结合相。     

氮化硅陶瓷的制备

1 引言近年来,工程瓷陶材料发展迅速,不断涌现出的新品种为高温结构材料和其他工程材料提供了潜在的新材质。其中氮化硅陶瓷综合了优良的机械性能、热性能和热机械性能,如它具有高温高强度、低热胀系数,故耐热应力性和抗氧化性好,从而可以提高材料的使用温度。此外,氮化硅陶瓷的低密度     

Si_3N_4结合SiC高炉风口组合砖的应用和发展

阐述了氮化硅结合碳化硅风口组合砖材料性能、结构特点和应用状况,指出优化结构和开发新组装技术提高现场砌筑效率是Si_3N_4结合SiC风口组合砖的技术发展方向。     

凝胶注模法制备碳纤维/氮化硅复合材料的微观结构与力学性能

通过化学气相沉积在短碳纤维表面制备C/Si C复合涂层,然后采用凝胶注模法制备纤维体积分数分别为2%和4%的Cf/Si3N4复合材料,利用X射线衍射与扫描电镜对该材料的物相与组织结构进行分析,研究短碳纤维对Si3N4陶瓷力学性能的影响。结果表明:随碳纤维体积分数增加,Cf/Si3N4复合材料的密度和抗弯强度降低,但断裂韧性明显提高。当纤维体积分数为4%时,材料的断裂韧性达到8.91 MPa·m1/2,比氮化硅陶瓷提高1.6倍,材料主要由长柱状的β-Si3N4基体、C/Si C涂层及碳纤维组成,碳纤维表面的C/Si C双涂层可防止高温下碳纤维与氮化硅基体发生反应,使碳纤维与氮化硅基体界面结合良好,以提高材料韧性并保证有合适的强度,满足功能材料在一定条件下的使用要求。     

氮化硅颗粒对碳—石英复合材料性能的影响

在碳—石英复合材料中加入氮化硅颗粒可提高其力学性能,但少量鳞石英的析出使材料的热学性能恶化。同时,由于氮化硅减缓了碳纤维的氧化,可以提高材料的抗烧蚀性能。地面模拟实验表明,加入氮化硅颗粒的碳—石英复合材料完全符合某些航天器件的使用要求。     

氮化硅在冶金工业中的应用

对氮化硅系材料在有色及黑色金属冶炼与金属热处理行业中的应用作了较详细的论述。     

氮化硅锰合金的制备技术

氮化硅锰是一种新型的钢添加剂,和常规氮化合金相比,具有优异的性能和应用优点。综述了5种氮化硅锰合金的制备方法:真空烧结法、二次氮化法、微波合成法、高温自蔓延合成法和常压一步合成法,同时介绍了各个方法存在的问题。简化操作工艺、缩短反应时间和降低生产成本等方面将成为研究氮化硅锰制备技术的重点方向。     

氮化硅结合碳化硅（Si3N4.SiC）耐火制品及应用

文章介绍了氮化硅结合碳化硅耐火制品的基本特性和生产原理，并就其发展前景和应用范围进行了分析与探讨。     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域.总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展...     

不同碳源对硅微粉制备碳化硅的影响

探究了不同碳源对以硅微粉为原料通过碳热还原法制备碳化硅粉体的影响,采用Fact Sage软件对制备SiC的反应过程进行了热力学计算,得出理论反应起始温度;探究了分别以石油焦、活性炭、石墨粉和蔗糖为还原剂对冶炼效果的影响。研究表明:以硅微粉为硅源通过碳热还原反应制备碳化硅的冶炼温度以1 450~1 650℃合理,当以石油焦为还原剂时,冶炼产物中SiC含量最高,品质最好。     

利用多晶硅切割废料制备SiC粉体

针对目前多晶硅切割废料大量堆积造成环境污染的问题,提出了以多晶硅切割废料为原料,经过盐酸浸出除Fe后,配加活性炭高温反应制备SiC的工艺。首先,对废料成分与碳的反应进行了热力学计算;然后,使用差热分析、X射线衍射和扫描电子显微镜等分析手段,研究了反应温度、反应时间以及废料中的Fe对产物物相组成和形貌的影响。结果表明,切割废料经过酸浸后的主要成分为SiC和Si。碳不能与Fe-Si系合金(FeSi、Fe_5Si_3等)中的Si反应生成SiC,所以为了制备纯度较高的SiC,多晶硅废料反应前必须预先除Fe。当反应温度高于1 400℃时,酸浸后的切割废料与活性炭的反应能够迅速地发生,且反应生成的SiC遗传碳颗粒的形貌。     

氟硅酸钾滴定法测定氮化硅锰合金中硅含量

针对氮化硅锰不溶于酸、试样处理困难的问题,建立了一种不溶于酸的含硅试样的准确快速分析方法。加入KOH和KNO,混合溶剂在盛有氮化硅锰合金试样的镍坩埚中熔融,使之转化为可溶性的硅酸盐。在强酸性条件下,加入KF和KC1溶液使之转化为氟硅酸钾沉淀。经验证,该方法的准确度及精密度均达到日常分析要求。     

Formation of highly porous ceramic based on silicon nitride

The formation of the structure of a porous ceramic based on Si₃N₄ has been investigated. It has been found that the structure can be controlled over a wide range of porosities. Materials based on a consisting of a single fraction silicon nitride of grain size 3–5 μm, with the addition of a fine-grained pore agent have most uniform, hard, and developed porous structure. A comparative evaluation of the properties of material based on SiC and Si₃N₄ showed that silicon nitride materials of the same porosity are stronger and that small micropores can be formed in them. That is of fundamental importance in the development of materials—catalyst carriers for chemical production and various kinds of filtering devices. With the results of the investigations general technological recommendations can be made for producing ceramics with specific structures.     

Investigation into the compaction of nanopowders and micropowders of silicon carbide in high-pressure apparatus

The results of the investigation into the compaction (sintering) of silicon carbide nanopowders and micropowders in a DO-138 high-pressure apparatus are presented. Compaction modes for both types of materials are identical (a pressure of 3.5–4.0 GPa, a temperature of 1600—1700°C, and a holding time of 10 s). The influence of cladding of SiC nanopowders and micropowders with titanium and titanium nitride on the properties of compacts (cakes) formed under the same sintering modes is investigated. It is established that, when compacting the silicon carbide nanopowder, cakes differ in regards to higher density, hardness, and lower porosity compared with the samples made of finely dispersed technical silicon carbide. A higher activity of titanium relative to SiC makes it possible to chemically associate the grains of the latter due to the formation of intermediate layers of titanium carbide between them. The resulting ceramics possesses a higher density, hardness, and wear resistance. The wear resistance of synthesized composites based on nano-SiC is higher than for a polycrystalline material based on silicon carbide micropowder by a factor of 4.5.     

An abrasive material based on silicon nitride for grinding unhardened steels

Conclusions A study was made of the strength of abrasive grains of silicon nitride and of the wear resistance of silicon nitride material under conditions simulating the operation of abrasive grains in a grinding wheel. It is shown that in grain strength the new silicon nitride material is superior to diamond, Kubonit, and El'bor and inferior to Geksanit-A, while in wear resistance in the microcutting of unhardened steel it is comparable with Geksanit-A. On the basis of an electron microscopical examination of the surface structure of a worn microtool a mechanism is proposed for the wear of a material based on silicon nitride in the grinding of unhardened steel. A material based on silicon nitride could be successfully used in abrasive tools for the rough grinding of unhardened ferrous alloys.Translated from Poroshkovaya Metallurgiya, No. 5(173), pp. 34–37, May, 1977.     

硅抛光片（CMP）市场和技术现状

介绍了硅抛光片在硅材料产业中的定位和市场情况,化学机械抛光（CMP）技术的特点,硅抛光片大尺寸化技术问题和发展趋势,以及硅抛光片技术指标,清洗工艺组合情况等。     

氮化硅铁及其在耐火材料中的应用

氮化硅铁是近年来高温材料领域的新型复相材料,主要由氮化硅和硅铁合金组成。自20世纪70年代以来,氮化硅铁作为高炉用炮泥材料取得了良好的使用效果,但其制备成本过高制约了进一步的发展。20世纪90年代,北京科技大学无机非金属结构材料研究室利用闪速燃烧合成技术实现了氮化硅铁高性价比的大规模产业化制备,大大推动了氮化硅铁材料的研究与应用,在铁钩浇注料等领域取得了良好的使用效果。本文介绍了氮化硅铁的制备、结构及性能,分析了闪速燃烧合成氮化硅铁的工艺原理,总结了氮化硅铁在不同应用环境下的使用性能,以及目前的应用状况,并展望了氮化硅铁材料的研究方向及其潜在的应用领域。     

无压烧结SiC陶瓷研究进展

高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨损和高弹性模量等特性使SiC陶瓷成为航空航天、电力电子和机械工业等领域不可或缺的材料。然而SiC陶瓷超高的合成温度和难以烧结致密的特性限制了它的生产。近年来随着SiC陶瓷烧结机理的深入研究及添加剂的多样化,采用无压烧结工艺制备高性能SiC陶瓷材料已逐渐成为最常用的方法。本文主要阐述了近年来无压烧结SiC工艺添加剂的研究进展,综述了添加剂及其用量、烧结温度和时间对无压烧结SiC陶瓷性能的影响。