Perilaku oksidasi silikon nitrida berpori dan bubuk
Suasana oksidasi dinamis, sampel berpori dan bubuk akan membuat silikon nitrida teroksidasi lebih serius.
Ada dua bentuk oksigen bubuk silikon nitrida, satu adalah untuk membentuk lapisan silika oksida di permukaan, dan yang lainnya adalah memasuki kisi nitrida silikon untuk membentuk cacat oksigen. Dalam proses persiapan bubuk, oksigen yang diadsorpsi di dalam kisi kristal dan pada permukaan partikel bubuk adalah sekitar 1 jam%. Pada suhu tinggi, oksigen larut dalam kisi dan menggantikan atom nitrogen untuk membentuk lowongan silikon, membentuk pusat hamburan selama propagasi fonon dan mempengaruhi konduktivitas termal silikon nitrida. Semakin rendah kandungan oksigen bubuk, semakin baik sifat komprehensif keramik yang disiapkan.
Wang Yuelong et al. Bubuk nitrida silikon terpilih dengan kandungan oksigen awal 1,21wt% dan mengoksidasinya pada suhu yang berbeda pada 573K-1273K di udara yang mengalir.
Variasi kandungan oksigen bubuk silikon nitrida dengan suhu
Hasilnya menunjukkan bahwa bubuk silikon nitrida memiliki ketahanan oksidasi yang baik, kandungan oksigen bubuk di bawah 1073K hampir tidak ada peningkatan, kandungan oksigen bubuk meningkat secara perlahan antara 1073K dan 1273K, dan kandungan oksigen meningkat tajam menjadi 1273K. Setelah memegang pada 1273K selama 5 jam dan 10 jam, kandungan oksigen bubuk silikon nitrida meningkat menjadi 2,01wt% dan 3,26wt%, masing -masing, dan ketebalan lapisan oksida permukaan meningkat dari 0,45nm menjadi 1,05nm dan 2,31Nm. Melalui perhitungan teoretis dan deteksi XPS, kandungan oksigen kisi bubuk silikon nitrida sekitar 0,5 jam%.
Ia Fengmei menemukan melalui studi tentang SI3N4 berpori bahwa di bawah tekanan atmosfer atmosfer udara statis, reaksi oksidasi SI3N4 berpori sangat lemah; Di atas 800 ℃, reaksi oksidasi yang jelas dapat dilihat; Di atas 1000 ℃, reaksi oksidasi diintensifkan, dan laju kenaikan berat badan dipercepat, dan lebih disukai terjadi di permukaan dan dinding pori eksternal, dan kemudian di pori -pori internal sampel. Reaksi oksidasi dikendalikan oleh kinetika kimia pada antarmuka. Selain itu, pada suhu yang sama, atmosfer oksidasi dinamis akan mempercepat oksidasi Si3N4, terutama untuk sampel berpori dan bubuk.
Mekanisme oksidasi
Mirip dengan bahan silikon karbida, mekanisme oksidasi silikon nitrida dibagi menjadi oksidasi aktif dan mekanisme oksidasi pasif dengan perbedaan tekanan dan suhu parsial oksigen. Oksidasi aktif mengacu pada reaksi silikon nitrida dan oksigen untuk menghasilkan silikon monoksida dan nitrogen. Mekanisme oksidasi pasif adalah dasar dari analisis suhu transisi, sehingga perlu untuk memiliki pemahaman yang jelas tentang mekanisme oksidasi pasif silikon nitrida. Formula reaksi adalah sebagai berikut: 
Reaksi silikon nitrida di bawah mekanisme oksidasi aktif terutama formula (1), dan reaksi di bawah mekanisme oksidasi pasif terutama formula (2). Beberapa peneliti menemukan dalam percobaan bahwa mungkin ada reaksi (3) dalam mekanisme oksidasi pasif pada saat yang sama. Selain itu, persamaan reaksi (4) dapat terjadi pada antarmuka SiO2 dan SI3N4.
Mekanisme reaksi di bawah mekanisme oksidasi pasif
Dengan perhitungan termodinamika, Chen Siyuan et al. mempelajari proporsi formula reaksi (3) dalam mekanisme oksidasi pasif pada suhu dan tekanan tertentu, dan ditemukan melalui percobaan bahwa rasio NO ke N2 sangat kecil, sehingga dapat dipertimbangkan bahwa reaksi mekanisme oksidasi pasif silikon silikon pasif silikon Nitrida hanyalah rumus reaksi (2). Peningkatan tekanan parsial suhu dan oksigen pada antarmuka akan meningkatkan tekanan NO, yaitu, kemungkinan reaksi (3) akan meningkat.
Dalam lingkungan suhu tinggi dan tekanan parsial oksigen rendah, silikon nitrida berubah dari mekanisme oksidasi pasif menjadi mekanisme oksidasi aktif, membentuk SiO dan N2, film pengoksidasi dihancurkan, mekanisme anti-oksidasi gagal, dan material dimulai hingga membungkus. Resistensi oksidasi silikon nitrida tidak efektif setelah ablasi, dan transmitansi gelombang material terpengaruh secara serius. Oleh karena itu, wilayah di mana mekanisme oksidasi perubahan silikon nitrida sangat penting untuk mempelajari resistensi oksidasi dan transmitansi gelombang.
Pada suhu yang sama, ketika konsentrasi oksigen menurun, mekanisme oksidasi silikon nitrida berubah menjadi oksidasi aktif. Ketika tekanan parsial oksigen konstan dan suhu permukaan naik, mekanisme oksidasi berubah dari oksidasi pasif menjadi oksidasi aktif.
Kurva suhu transisi silikon nitrida di bawah tekanan parsial oksigen yang berbeda diperoleh oleh Chen et al. Kurva membagi daerah oksidasi menjadi daerah oksidasi pasif dan daerah oksidasi aktif. 
Suhu transisi silikon nitrida pada tekanan parsial oksigen yang berbeda
penutup pidato
Keramik nitrida silikon memiliki konduktivitas termal teoretis yang tinggi, dan kandungan fase kedua dan cacat kisi, terutama cacat oksigen di kisi, memiliki dampak besar pada konduktivitas termal keramik silikon nitrida. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempelajari resistensi oksidasi bubuk, bentuk oksigen dalam silikon nitrida dan mekanisme oksidasi.
(Materi dari internet, intrusi)