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淺談氮化矽知識

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淺談氮化矽知識

發布日期:2016-08-04 作者: 點擊:

氮化矽是由矽元素和氮元素構成的化合物。在氮氣氣氛下,将單質矽的粉末加熱到1300-1400°C之間,矽粉末樣品的重量随着矽單質與氮氣的反應遞增。在沒有鐵催化劑的情況下,約7個小時後矽粉樣品的重量不再增加,此時反應完成生成Si3N4。除了Si3N4外,還有其他幾種矽的氮化物(根據氮化程度和矽的氧化态所确定的相對應化學式)也已被文獻所報道。比如氣态的一氮化二矽(Si2N)、一氮化矽(SiN)和三氮化二矽(Si2N3)。這些化合物的高溫合成方法取決于不同的反應條件(比如反應時間、溫度、起始原料包括反應物和反應容器的材料)以及純化的方法。
    Si3N4是矽的氮化物中化學性質最為穩定的(僅能被稀的HF和熱的H2SO4分解),也是所有矽的氮化物中熱力學最穩定的。所以一般提及“氮化矽”時,其所指的就是Si3N4。它也是矽的氮化物中最重要的化合物商品。
    在很寬的溫度範圍内氮化矽都是一種具有一定的熱導率、低熱膨脹系數、彈性模量較高的高強度硬陶瓷。不同于一般的陶瓷,它的斷裂韌性高。這些性質結合起來使它具有優秀的耐熱沖擊性能,能夠在高溫下承受高結構載荷并具備優異的耐磨損性能。常用于需要高耐用性和高溫環境下的用途,諸如氣輪機、汽車引擎零件、軸承和金屬切割加工零件。美國國家航空航天局的航天飛機就是用氮化矽制造的主引擎軸承。氮化矽薄膜是矽基半導體常用的絕緣層,由氮化矽制作的懸臂是原子力顯微鏡的傳感部件。氮化矽升液管

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