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氮化硅知识普及

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氮化硅知识普及

发布日期:2020-03-06 作者: 点击:

氮化硅是由硅元素和氮元素构成的化合物。在氮气气氛下,将单质硅的粉末加热到1300-1400°C之间,硅粉末样品的重量随着硅单质与氮气的反应递增。在没有铁催化剂的情况下,约7个小时后硅粉样品的重量不再增加,此时反应完成生成Si3N4。除了Si3N4外,还有其他几种硅的氮化物(根据氮化程度和硅的氧化态所确定的相对应化学式)也已被文献所报道。比如气态的一氮化二硅(Si2N)、一氮化硅(SiN)和三氮化二硅(Si2N3)。这些化合物的高温合成方法取决于不同的反应条件(比如反应时间、温度、起始原料包括反应物和反应容器的材料)以及纯化的方法。

    Si3N4是硅的氮化物中化学性质最为稳定的(仅能被稀的HF和热的H2SO4分解),也是所有硅的氮化物中热力学最稳定的。所以一般提及“氮化硅”时,其所指的就是Si3N4。它也是硅的氮化物中最重要的化合物商品。

    在很宽的温度范围内氮化硅都是一种具有一定的热导率、低热膨胀系数、弹性模量较高的高强度硬陶瓷。不同于一般的陶瓷,它的断裂韧性高。这些性质结合起来使它具有优秀的耐热冲击性能,能够在高温下承受高结构载荷并具备优异的耐磨损性能。常用于需要高耐用性和高温环境下的用途,诸如气轮机、汽车引擎零件、轴承和金属切割加工零件。美国国家航空航天局的航天飞机就是用氮化硅制造的主引擎轴承。氮化硅薄膜是硅基半导体常用的绝缘层,由氮化硅制作的悬臂是原子力显微镜的传感部件。


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