Tingkah laku pengoksidaan nitrida silikon berliang dan serbuk
Suasana pengoksidaan dinamik, sampel berliang dan serbuk akan menjadikan silikon nitrida teroksida lebih serius.
Terdapat dua bentuk oksigen serbuk silikon nitrida, satu adalah untuk membentuk lapisan oksida silika di permukaan, dan yang lain adalah untuk memasuki kekisi nitrida silikon untuk membentuk kecacatan oksigen. Dalam proses penyediaan serbuk, oksigen terserap di dalam kisi kristal dan di permukaan zarah serbuk adalah kira -kira 1wt%. Pada suhu tinggi, oksigen larut dalam kisi dan menggantikan atom nitrogen untuk membentuk kekosongan silikon, membentuk pusat penyebaran semasa penyebaran phonon dan menjejaskan kekonduksian terma silikon nitrida. Semakin rendah kandungan oksigen serbuk, lebih baik sifat komprehensif seramik yang disediakan.
Wang Yuelong et al. Serbuk nitrida silikon terpilih dengan kandungan oksigen awal 1.21wt% dan teroksida pada suhu yang berbeza pada 573K-1273K dalam udara mengalir.
Variasi kandungan oksigen serbuk silikon nitrida dengan suhu
Keputusan menunjukkan bahawa serbuk silikon nitrida mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik, kandungan oksigen serbuk di bawah 1073K hampir tidak ada peningkatan, kandungan oksigen serbuk meningkat perlahan antara 1073K dan 1273K, dan kandungan oksigen meningkat dengan ketara kepada 1273K. Selepas memegang pada 1273K untuk 5h dan 10h, kandungan oksigen serbuk silikon nitrida meningkat kepada 2.01wt% dan 3.26wt%, dan ketebalan lapisan oksida permukaan meningkat dari 0.45nm hingga 1.05nm dan 2.31nm. Melalui pengiraan teoritis dan pengesanan XPS, kandungan oksigen kisi serbuk silikon nitrida adalah kira -kira 0.5wt%.
Dia Fengmei mendapati melalui kajian SI3N4 berliang yang di bawah atmosfera udara statik tekanan atmosfera, tindak balas pengoksidaan SI3N4 berliang sangat lemah; Di atas 800 ℃, tindak balas pengoksidaan yang jelas dapat dilihat; Di atas 1000 ℃, tindak balas pengoksidaan dipergiatkan, dan kadar berat badan dipercepatkan, dan ia lebih baik berlaku di dinding liang permukaan dan luaran, dan kemudian di dalam liang dalaman sampel. Reaksi pengoksidaan dikawal oleh kinetik kimia di antara muka. Di samping itu, pada suhu yang sama, suasana pengoksidaan dinamik akan mempercepatkan pengoksidaan SI3N4, terutamanya untuk sampel berliang dan serbuk.
Mekanisme pengoksidaan
Sama seperti bahan silikon karbida, mekanisme pengoksidaan silikon nitrida dibahagikan kepada pengoksidaan aktif dan mekanisme pengoksidaan pasif dengan perbezaan tekanan dan suhu separa oksigen. Pengoksidaan aktif merujuk kepada tindak balas silikon nitrida dan oksigen untuk menghasilkan silikon monoksida dan nitrogen. Mekanisme pengoksidaan pasif adalah asas analisis suhu peralihan, jadi perlu mempunyai pemahaman yang jelas tentang mekanisme pengoksidaan pasif silikon nitrida. Formula tindak balas adalah seperti berikut: 
Reaksi silikon nitrida di bawah mekanisme pengoksidaan aktif adalah formula (1), dan tindak balas di bawah mekanisme pengoksidaan pasif adalah formula (2). Sesetengah penyelidik mendapati dalam eksperimen bahawa terdapat tindak balas (3) dalam mekanisme pengoksidaan pasif pada masa yang sama. Di samping itu, persamaan tindak balas (4) mungkin berlaku di antara muka SiO2 dan SI3N4.
Mekanisme tindak balas di bawah mekanisme pengoksidaan pasif
Dengan pengiraan termodinamik, Chen Siyuan et al. mengkaji perkadaran formula tindak balas (3) dalam mekanisme pengoksidaan pasif pada suhu dan tekanan tertentu, dan dijumpai melalui eksperimen bahawa nisbah NO ke N2 sangat kecil, sehingga dapat dipertimbangkan bahawa reaksi mekanisme pengoksidaan pasif silikon Nitride hanya formula tindak balas (2). Peningkatan suhu dan tekanan separa oksigen di antara muka akan meningkatkan tekanan NO, iaitu kemungkinan tindak balas (3) akan meningkat.
Dalam persekitaran suhu tinggi dan tekanan separa oksigen yang rendah, silikon nitrida berubah dari mekanisme pengoksidaan pasif kepada mekanisme pengoksidaan aktif, membentuk SIO dan N2, filem pengoksidaan dimusnahkan, mekanisme anti-pengoksidaan gagal, dan bahan mula menjadi ablate. Rintangan pengoksidaan silikon nitrida tidak berkesan selepas ablasi, dan transmisi gelombang bahan terjejas serius. Oleh itu, rantau di mana mekanisme pengoksidaan perubahan silikon nitrida sangat penting untuk mengkaji rintangan pengoksidaan dan transmisi gelombang.
Pada suhu yang sama, apabila kepekatan oksigen berkurangan, mekanisme pengoksidaan silikon nitrida berubah kepada pengoksidaan aktif. Apabila tekanan separa oksigen adalah malar dan suhu permukaan meningkat, mekanisme pengoksidaan berubah dari pengoksidaan pasif ke pengoksidaan aktif.
Keluk suhu peralihan silikon nitrida di bawah tekanan separa oksigen yang berbeza diperolehi oleh Chen et al. Kurva membahagikan rantau pengoksidaan ke rantau pengoksidaan pasif dan rantau pengoksidaan aktif. 
Suhu peralihan silikon nitrida pada tekanan separa oksigen yang berbeza
perorasi
Seramik silikon nitrida mempunyai kekonduksian terma teoretikal yang tinggi, dan kandungan fasa kedua dan kecacatan kekisi, terutamanya kecacatan oksigen dalam kekisi, mempunyai kesan yang besar terhadap kekonduksian terma seramik silikon nitrida. Oleh itu, sangat penting untuk mengkaji rintangan pengoksidaan serbuk, bentuk oksigen dalam silikon nitrida dan mekanisme pengoksidaannya.
(Bahan dari Internet, Pencerobohan)