Oxidationsbeteende hos poröst och pulveriserad kiselnitrid
Dynamisk oxidationsatmosfär, poröst och pulverformigt prov kommer att göra kiselnitrid oxiderad mer allvarligt.
Det finns två former av kiselnitridpulver syre, det ena är att bilda ett kiseldioxidoxidskikt på ytan, och den andra är att komma in i kiselnitridgitteret för att bilda syrefel. I pulverberedningsprocessen är syre adsorberade inuti kristallgitteret och på ytan av pulverpartiklarna cirka 1WT%. Vid höga temperaturer upplöses syre i gitteret och ersätter kväveatomer för att bilda kiseljakanser, bildar spridningscentra under fononutbredning och påverkar termisk konduktivitet hos kiselnitrid. Ju lägre syrehalten i pulvret, desto bättre är de omfattande egenskaperna hos den beredda keramiken.
Wang Yuelong et al. Valt kiselnitridpulver med ett initialt syreinnehåll på 1,21WT% och oxiderade det vid olika temperaturer vid 573K-1273K i strömmande luft.
Variation av syreinnehåll i kiselnitridpulver med temperatur
Resultaten visar att kiselnitridpulvret har god oxidationsmotstånd, syrehalten i pulvret under 1073K är nästan ingen ökning, syrehalten i pulvret ökar långsamt mellan 1073K och 1273K, och syreinnehållet ökar kraftigt till 1273K. Efter att ha hållits vid 1273K för 5H och 10 timmar ökade syrehalten i kiselnitridpulver till 2,01Wt% respektive 3,26 wt%, och ytoxidskiktets tjocklek ökade från 0,45 nm till 1,05 nm respektive 2,31 nm. Genom teoretisk beräkning och XPS -detektion är gitterens syreinnehåll i kiselnitridpulver cirka 0,5 viktprocent.
Han fengmei fann genom studien av porös SI3N4 att under den statiska luftatatisk atatiska trycket är oxidationsreaktionen av porös Si3N4 mycket svag; Över 800 ℃ kan den uppenbara oxidationsreaktionen ses; Över 1000 ℃ intensifieras oxidationsreaktionen, och viktökningshastigheten accelereras och den förekommer företrädesvis vid ytan och den yttre porväggen och sedan i provets inre porer. Oxidationsreaktionen styrs av kemisk kinetik vid gränssnittet. Vid samma temperatur kommer dessutom den dynamiska oxidationsatmosfären att påskynda oxidationen av Si3N4, särskilt för porösa och pulveriserade prover.
Oxidationsmekanism
I likhet med kiselkarbidmaterial är oxidationsmekanismen för kiselnitrid uppdelad i aktiv oxidation och passiv oxidationsmekanism med skillnaden mellan syrepartiellt tryck och temperatur. Aktiv oxidation avser reaktionen av kiselnitrid och syre för att producera kiselmonoxid och kväve. Den passiva oxidationsmekanismen är grunden för övergångstemperaturanalys, så det är nödvändigt att ha en klar förståelse av den passiva oxidationsmekanismen för kiselnitrid. Reaktionsformeln är som följer: 
Reaktionen av kiselnitrid under den aktiva oxidationsmekanismen är huvudsakligen formel (1), och reaktionen under den passiva oxidationsmekanismen är huvudsakligen formel (2). Vissa forskare fann i experimentet att det kan finnas reaktion (3) i den passiva oxidationsmekanismen samtidigt. Dessutom kan reaktionsekvationen (4) ske vid gränssnittet mellan SiO2 och Si3n4.
Reaktionsmekanism under passiv oxidationsmekanism
Genom termodynamisk beräkning, Chen Siyuan et al. studerade andelen reaktionsformel (3) i den passiva oxidationsmekanismen vid en given temperatur och tryck och fann genom experiment att förhållandet NO och N2 var mycket litet, så det kan betraktas som reaktionen av passiv oxidationsmekanism för kisel Nitrid är endast reaktionsformel (2). Ökningen av temperatur och syrepartiellt tryck vid gränssnittet kommer att öka trycket på NO, det vill säga möjligheten till reaktion (3) kommer att öka.
I miljön med hög temperatur och lågt syre-partiellt tryck förvandlas kiselnitrid från passiv oxidationsmekanism till aktiv oxidationsmekanism, bildar SIO och N2, oxidation av film förstörs, anti-oxidationsmekanismen misslyckas och materialet börjar ablera. Oxidationsmotståndet hos kiselnitrid är ineffektiv efter ablation, och vågöverföringen av materialet påverkas allvarligt. Därför är regionen där oxidationsmekanismen för kiselnitridförändringar är mycket viktig för att studera dess oxidationsmotstånd och vågöverföring.
Vid samma temperatur, när koncentrationen av syre minskar, förändras oxidationsmekanismen för kiselnitrid till aktiv oxidation. När syretrycket är konstant och yttemperaturen stiger, ändras oxidationsmekanismen från passiv oxidation till aktiv oxidation.
Övergångstemperaturkurvan för kiselnitrid under olika syre -partiellt tryck erhölls av Chen et al. Kurvan delade oxidationsregionen i passiv oxidationsregion och aktivt oxidationsregion. 
Övergångstemperatur av kiselnitrid vid olika syreparti
perorering
Kiselnitridkeramik har hög teoretisk värmeledningsförmåga, och det andra fasinnehållet och gitterfel, särskilt syrefel i gitteret, har en stor inverkan på värmeledningsförmågan hos kiselnitridkeramik. Därför är det mycket viktigt att studera oxidationsmotståndet för pulvret, formen av syre i kiselnitrid och dess oxidationsmekanism.
(Material från Internet, intrång)