1. Два главна пута
Силицијум нитрид (Си3Н4) се производи углавном на два пута. Директна нитридација реагује силицијум у праху са гасовитим азотом на високој температури, док карботермална редукција реагује силицијум са угљеником у атмосфери азота. Оба пута производе прах силицијум нитрида, али се разликују по сировинама, цени, чистоћи и карактеристикама честица, што одлучује који пут произвођач бира.
2. Директна нитридација силицијума
Приликом директног нитрирања, силицијумски прах-високе чистоће се загрева у атмосфери азота на 1.200 до 1.400 степени Целзијуса. Силицијум реагује са азотом и формира силицијум нитрид у егзотермној реакцији. Температура и проток азота морају се пажљиво контролисати, јер реакција ствара топлоту која може прегрејати слој и изазвати непотпуну нитридацију. Производ се дроби и меље до потребне величине честица.
3. Карботермална редукција силицијум диоксида
Карботермална редукција меша силицијум са угљеником и загрева смешу у азоту на око 1.400 до 1.500 степени Целзијуса. Угљеник смањује силицијум, а силицијум реагује са азотом да би се формирао силицијум нитрид. Овај пут може дати фини, униформни прах са контролисаним фазним саставом, али остатак угљеника и силицијум диоксида морају бити уклоњени оксидацијом и киселином након реакције.
4. Пост-Обрада након синтезе
Након синтезе, прах се меље да разбије агломерате и прилагоди величину честица, класификује се на дефинисану дистрибуцију величине и пречишћава да би се уклонио заостали силицијум, угљеник, силицијум или гвожђе. Однос алфа/бета фазе је контролисан, јер утиче на понашање синтеровања и својства финалне керамике. Готов прах се пакује у контејнере-заштићене од влаге.
5. Особине готовог праха
Силицијум нитрид прах комбинује високу тврдоћу, чврстоћу на високој температури, ниску густину, отпорност на термички удар и хемијску стабилност. Ова својства га чине вредним у керамичким лежајевима, алатима за сечење, компонентама мотора, ватросталним материјалима и електронским подлогама. Класа је одређена чистоћом, величином честица, односом фаза и границама нечистоћа за примену.
6. ФАК
П1: Како се прави силицијум нитрид?Нитрирањем силицијумовог праха са азотом или карботермалном редукцијом силицијум диоксида угљеником у атмосфери азота.
П2: Која температура је потребна?Директна нитридација се одвија на 1.200 до 1.400 степени Целзијуса; карботермална редукција на око 1.400 до 1.500 степени Целзијуса.
П3: Који пут даје финији прах?Карботермална редукција може дати фини, уједначени прах; производ директног нитрирања се обично меље до величине.
П4: Зашто је алфа/бета однос контролисан?Однос фаза утиче на понашање синтеровања и механичка својства синтероване керамике.
П5: Који пост{1}}третман је потребан?Мљевење, класификација и пречишћавање за уклањање резидуалног силицијума, угљеника, силицијум диоксида и гвожђа.
П6: За шта се користи силицијум нитрид?Керамички лежајеви, алати за сечење, компоненте мотора, ватростални материјали и електронске подлоге.
