Forberedelsesprocessen med siliciumnitrid

Metoden til siliciumnitridproduktion har en betydelig indflydelse på krystalfasen, renheden og kompaktheden af ​​materialet. Afhængig af applikationskravene kan forskellige produktionsmetoder producere siliciumnitridmaterialer med forskellige egenskaber.

A. Direkte nitridering
Metodemetodik

Oversigt Direct Nitriding er en proces, hvor siliciumdamp og nitrogen reagerer ved høje temperaturer for at danne siliciumnitrid, typisk ved temperaturer mellem 1400 grader og 1500 grader, for at producere materialer i den blandede fase af -si₃n₄ og -si₃n₄.

Processtyring og anvendelige scenarier

Direkte nitridering er velegnet til produktion med høj volumen, men det kræver streng kontrol af parametre, såsom temperatur, nitrogenrenhed og strømningshastighed for at sikre et homogent og kompakt produkt. Denne metode er velegnet til produktion af bulk -siliciumnitridmaterialer, der er vidt brugt til produktion af industriel strukturel keramik.

B. dampaflejring (CVD) princip


Kemisk dampaflejring (CVD) er en proces, hvor silan (SIH₄) og ammoniak (NH₃) reagerer ved høje temperaturer for at danne tynde film af siliciumnitrid. Ved at kontrollere andelen og strømningshastigheden for reaktionsgassen kan siliciumnitridfilm med ensartet tykkelse og høj renhed opnås.

Fordele og ulemper:

Tynde film af siliciumnitrid produceret ved CVD -metoden er høj renhed og meget kompakt, men udstyret på denne metode er komplekst og dyrt, og det er velegnet til at producere tynde film i halvledere og mikroelektroniske enheder.

C. Højtryk
Nitridende arbejdsprincip og udstyr

Kravene med højtryksnitrideringsmetoden forbedrer densiteten og styrken af ​​siliciumnitrid ved at udføre en nitrideringsreaktion ved høj temperatur og højt tryk. Højtryksmiljøet fremmer reaktionen af ​​silicium og nitrogen, hvilket reducerer reaktionstiden.

Denne metode er velegnet til produktion af strukturel keramik med høj densitet og bruges ofte til fremstilling af siliciumnitridmaterialer med krav til høje styrke, såsom høje ydeevne lejer og skæreværktøjer, men udstyrskravene er høje, forberedelsesomkostningerne er høje, og det er velegnet til produktion af høje værditilvækkede produkter.

D. Selvforplantning af høj-temperatur syntese (SHS)
Metodologi

Oversigt selvforplantning af høj-temperatur syntese (SHS) bruger de selvforplantende egenskaber ved kemiske reaktioner til at producere høje temperaturer ved antændelse for at stimulere en spontan nitrideringsreaktion til at producere siliciumnitridpulver.

Processkarakteristika

SHS -metoden har en høj reaktionshastighed og lavt energiforbrug, men reaktionens stabilitet og ensartethed er vanskelig at kontrollere. Denne metode er velegnet til storstilet produktion af pulvermaterialer og bruges hovedsageligt til applikationer såsom påfyldningsmaterialer og sprøjtningspulver.