Συμπεριφορά οξείδωσης του πορώδους και σε κονιοποιημένο νιτρίδιο πυριτίου
Δυναμική ατμόσφαιρα οξείδωσης, δείγμα πορώδους και σκόνης θα κάνει το νιτριδικό πυρίτιο οξειδωμένο πιο σοβαρά.
Υπάρχουν δύο μορφές οξυγόνου σκόνης νιτριδίου πυριτίου, το ένα είναι να σχηματίσει ένα στρώμα οξειδίου του πυριτικού στην επιφάνεια και το άλλο είναι να εισέλθει στο πλέγμα νιτρίδιο πυριτίου για να σχηματίσει ελαττώματα οξυγόνου. Στη διαδικασία παρασκευής σκόνης, το οξυγόνο προσροφάται μέσα στο κρύσταλλο πλέγμα και στην επιφάνεια των σωματιδίων σκόνης είναι περίπου 1wt%. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το οξυγόνο διαλύεται στο πλέγμα και αντικαθιστά τα άτομα αζώτου για να σχηματίσουν κενές θέσεις πυριτίου, σχηματίζοντας κέντρα σκέδασης κατά τη διάρκεια της διάδοσης φωνών και επηρεάζοντας τη θερμική αγωγιμότητα του νιτριδίου πυριτίου. Όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο της σκόνης, τόσο καλύτερες είναι οι περιεκτικές ιδιότητες της παρασκευασμένης κεραμικής.
Wang Yuelong et αϊ. Επιλεγμένη σκόνη νιτριδίου πυριτίου με αρχική περιεκτικότητα σε οξυγόνο 1,21WT% και οξειδώθηκε σε διαφορετικές θερμοκρασίες σε 573K-1273K σε ρέον αέρα.
Μεταβολή της περιεκτικότητας στο οξυγόνο της σκόνης νιτριδίου πυριτίου με θερμοκρασία
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σκόνη νιτριδίου πυριτίου έχει καλή αντοχή στην οξείδωση, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο της σκόνης κάτω από 1073Κ δεν είναι σχεδόν καμία αύξηση, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο της σκόνης αυξάνεται αργά μεταξύ 1073Κ και 1273Κ και το περιεχόμενο οξυγόνου αυξάνεται απότομα στα 1273Κ. Μετά την κράτηση στα 1273Κ για 5Η και 10Η, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο της σκόνης νιτριδίου πυριτίου αυξήθηκε σε 2,01WT% και 3,26WT% αντίστοιχα και το πάχος του στρώματος οξειδίου του επιφανειακού οξειδίου αυξήθηκε από 0,45nm σε 1,05nm και 2,31nm. Μέσω του θεωρητικού υπολογισμού και της ανίχνευσης XPS, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο πλέγματος της σκόνης νιτριδίου πυριτίου είναι περίπου 0,5wt%.
Ο Fengmei βρέθηκε μέσα από τη μελέτη του πορώδους Si3n4 που κάτω από τη στατική ατμόσφαιρα της ατμοσφαιρικής πίεσης, η αντίδραση οξείδωσης του πορώδους Si3n4 είναι πολύ αδύναμη. Πάνω από 800 ℃, η προφανής αντίδραση οξείδωσης μπορεί να παρατηρηθεί. Πάνω από 1000 ℃, η αντίδραση οξείδωσης εντείνεται και ο ρυθμός αύξησης του βάρους επιταχύνεται και κατά προτίμηση εμφανίζεται στην επιφάνεια και το εξωτερικό τοίχωμα των πόρων και στη συνέχεια στους εσωτερικούς πόρους του δείγματος. Η αντίδραση οξείδωσης ελέγχεται από χημική κινητική στη διεπαφή. Επιπλέον, στην ίδια θερμοκρασία, η δυναμική ατμόσφαιρα οξείδωσης θα επιταχύνει την οξείδωση του Si3N4, ειδικά για δείγματα πορώδους και σκόνης.
Μηχανισμός οξείδωσης
Παρόμοια με τα υλικά καρβιδίου πυριτίου, ο μηχανισμός οξείδωσης του νιτριδίου πυριτίου χωρίζεται σε ενεργό οξείδωση και παθητικό μηχανισμό οξείδωσης με τη διαφορά μερικής πίεσης και θερμοκρασίας οξυγόνου. Η δραστική οξείδωση αναφέρεται στην αντίδραση του νιτριδίου και του οξυγόνου του πυριτίου για την παραγωγή μονοξειδίου του πυριτίου και αζώτου. Ο παθητικός μηχανισμός οξείδωσης είναι η βάση της ανάλυσης θερμοκρασίας μετάβασης, οπότε είναι απαραίτητο να έχουμε σαφή κατανόηση του παθητικού μηχανισμού οξείδωσης του νιτριδίου πυριτίου. Ο τύπος αντίδρασης έχει ως εξής: 
Η αντίδραση του νιτριδίου πυριτίου κάτω από τον μηχανισμό ενεργού οξείδωσης είναι κυρίως ο τύπος (1) και η αντίδραση κάτω από τον παθητικό μηχανισμό οξείδωσης είναι κυρίως ο τύπος (2). Μερικοί ερευνητές βρήκαν στο πείραμα ότι μπορεί να υπάρξει αντίδραση (3) στον παθητικό μηχανισμό οξείδωσης ταυτόχρονα. Επιπλέον, η εξίσωση αντίδρασης (4) μπορεί να εμφανιστεί στη διεπαφή των SiO2 και Si3N4.
Μηχανισμός αντίδρασης υπό παθητικό μηχανισμό οξείδωσης
Με θερμοδυναμικό υπολογισμό, οι Chen Siyuan et al. μελέτησε την αναλογία του τύπου αντίδρασης (3) στον παθητικό μηχανισμό οξείδωσης σε μια δεδομένη θερμοκρασία και πίεση και βρέθηκε μέσα από πειράματα ότι η αναλογία ΝΟ προς Ν2 ήταν πολύ μικρή, έτσι ώστε να μπορεί να θεωρηθεί ότι η αντίδραση του παθητικού μηχανισμού πυρίτιο Το νιτρίδιο είναι μόνο ο τύπος αντίδρασης (2). Η αύξηση της θερμοκρασίας και της μερικής πίεσης οξυγόνου στη διεπαφή θα αυξήσει την πίεση του ΝΟ, δηλαδή της πιθανότητας αντίδρασης (3) θα αυξηθεί.
Στο περιβάλλον της υψηλής θερμοκρασίας και της χαμηλής μερικής πίεσης οξυγόνου, το νιτρίδιο του πυριτίου μετασχηματίζει από τον παθητικό μηχανισμό οξείδωσης σε μηχανισμό ενεργού οξείδωσης, σχηματίζοντας SiO και Ν2, η οξειδωτική μεμβράνη καταστρέφεται, ο μηχανισμός κατά της οξείδωσης αποτυγχάνει και το υλικό αρχίζει να απομακρύνεται. Η αντοχή στην οξείδωση του νιτριδίου του πυριτίου είναι αναποτελεσματική μετά την αφαίρεση και η μετάδοση κύματος του υλικού επηρεάζεται σοβαρά. Ως εκ τούτου, η περιοχή όπου ο μηχανισμός οξείδωσης των αλλαγών νιτριδίου πυριτίου είναι πολύ σημαντικός για να μελετηθεί η αντοχή της οξείδωσης και η μετάδοση κύματος.
Στην ίδια θερμοκρασία, όταν μειώνεται η συγκέντρωση οξυγόνου, ο μηχανισμός οξείδωσης του νιτριδίου πυριτίου αλλάζει σε ενεργό οξείδωση. Όταν η μερική πίεση οξυγόνου είναι σταθερή και η θερμοκρασία της επιφάνειας αυξάνεται, ο μηχανισμός οξείδωσης αλλάζει από την παθητική οξείδωση σε ενεργό οξείδωση.
Η καμπύλη θερμοκρασίας μετάβασης του νιτριδίου πυριτίου υπό διαφορετική μερική πίεση οξυγόνου ελήφθη από τους Chen et αϊ. Η καμπύλη διένεψε την περιοχή οξείδωσης σε παθητική περιοχή οξείδωσης και ενεργό περιοχή οξείδωσης. 
Θερμοκρασία μετάβασης του νιτριδίου πυριτίου σε διαφορετικές μερικές πιέσεις οξυγόνου
ανακεφαλαίωση
Τα κεραμικά νιτριδίου του πυριτίου έχουν υψηλή θεωρητική θερμική αγωγιμότητα και η περιεκτικότητα σε δεύτερη φάση και τα ελαττώματα πλέγματος, ειδικά τα ελαττώματα οξυγόνου στο πλέγμα, έχουν μεγάλο αντίκτυπο στη θερμική αγωγιμότητα των κεραμικών νιτριδίου του πυριτίου. Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να μελετηθεί η αντίσταση οξείδωσης της σκόνης, η μορφή οξυγόνου στο νιτριδικό πυριτίου και ο μηχανισμός οξείδωσης του.
(Υλικό από το Διαδίκτυο, εισβολή)