編號：FTJS09281
篇名：稀釋劑種類對燃燒合成氮化硅粉體的影響
作者：李飛 崔巍 田兆波 張杰 杜松墨 陳張霖 劉光華
關(guān)鍵詞： 燃燒合成 稀釋劑 氮化硅
機(jī)構(gòu)： 清華大學(xué)材料學(xué)院 佛山（華南）新材料研究院
摘要： 以硅粉作為反應(yīng)原料,在N2氣氛中通過燃燒合成制備Si3N4粉體。為獲得燒結(jié)活性好的高α相Si3N4粉體,在燃燒合成過程中需要加入一定比例的稀釋劑。分別以粒徑為3μm的α-Si3N4、β-Si3N4和BN粉體作為稀釋劑,將硅粉、稀釋劑、NH4Cl按一定質(zhì)量比(46∶49∶5)均勻混合,在6 MPa氮?dú)鈮毫ο氯紵铣芍苽銼i3N4粉體。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、X射線能譜對產(chǎn)物相組成、相含量和顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,并分析不同種類稀釋劑對燃燒合成Si3N4粉體的影響。結(jié)果表明:以3μm的α-Si3N4、β-Si3N4作為稀釋劑的燃燒合成過程的最高溫度均高于1700℃,制得的產(chǎn)物中,新生成的α-Si3N4均低于40%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));以3μm的BN作為稀釋劑燃燒合成過程的最高溫度略高于1500℃,制得的產(chǎn)物中,新生成的α-Si3N4含量高于90%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。產(chǎn)物中的α-Si3N4粉體為爪狀或菜花狀形貌,β-Si3N4粉體為棱柱狀形貌,不同相Si3N4粉體粒徑分布較為均勻。最終,相比較于以Si3N4粉體作為稀釋劑,以BN粉體作為稀釋劑可以降低燃燒合成的最高反應(yīng)溫度并有效隔離硅熔體,從而提高Si3N4產(chǎn)物的α相含量。
