เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์เป็นวัสดุอะไร? ลักษณะประสิทธิภาพและแอปพลิเคชัน

การเปลี่ยนแปลงของปริมาณออกซิเจนของผงซิลิกอนไนไตรด์ที่มีอุณหภูมิ

ผลการวิจัยพบว่าผงซิลิกอนไนไตรด์มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ดีปริมาณออกซิเจนของผงต่ำกว่า 1,073K แทบจะไม่เพิ่มขึ้นปริมาณออกซิเจนของผงเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆระหว่าง 1073K และ 1273K และปริมาณออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 1273K หลังจากถือที่ 1273K เป็นเวลา 5 ชั่วโมงและ 10h ปริมาณออกซิเจนของผงซิลิกอนไนไตรด์เพิ่มขึ้นเป็น 2.01wt% และ 3.26wt% ตามลำดับและความหนาของชั้นออกไซด์ของพื้นผิวเพิ่มขึ้นจาก 0.45nm เป็น 1.05nm และ 2.31nm ผ่านการคำนวณเชิงทฤษฎีและการตรวจจับ XPS ปริมาณออกซิเจนขัดแตะของผงซิลิคอนไนไตรด์ประมาณ 0.5wt%

เขาพบว่าเฟ็งเมนต์ผ่านการศึกษาของ SI3N4 ที่มีรูพรุนซึ่งอยู่ภายใต้บรรยากาศอากาศคงที่ความดันอากาศแบบคงที่ปฏิกิริยาออกซิเดชันของรูพรุน SI3N4 นั้นอ่อนแอมาก สูงกว่า 800 ℃ปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ชัดเจนสามารถมองเห็นได้ สูงกว่า 1,000 ℃ปฏิกิริยาออกซิเดชันจะทวีความรุนแรงมากขึ้นและอัตราการเพิ่มน้ำหนักจะถูกเร่งและเกิดขึ้นที่พื้นผิวและผนังรูขุมขนภายนอกและจากนั้นในรูขุมขนภายในของตัวอย่าง ปฏิกิริยาออกซิเดชันถูกควบคุมโดยจลนพลศาสตร์เคมีที่ส่วนต่อประสาน นอกจากนี้ที่อุณหภูมิเดียวกันบรรยากาศการเกิดออกซิเดชันแบบไดนามิกจะเร่งการเกิดออกซิเดชันของ Si3N4 โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวอย่างที่มีรูพรุนและผง



กลไกการออกซิเดชั่น
เช่นเดียวกับวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์กลไกการเกิดออกซิเดชันของซิลิกอนไนไตรด์ถูกแบ่งออกเป็นออกซิเดชันที่ใช้งานอยู่และกลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟที่มีความแตกต่างของความดันออกซิเจนและอุณหภูมิบางส่วน ออกซิเดชันที่ใช้งานหมายถึงปฏิกิริยาของซิลิกอนไนไตรด์และออกซิเจนเพื่อผลิตซิลิคอนมอนอกไซด์และไนโตรเจน กลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟเป็นพื้นฐานของการวิเคราะห์อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับกลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟของซิลิกอนไนไตรด์ สูตรปฏิกิริยามีดังนี้:

ปฏิกิริยาของซิลิกอนไนไตรด์ภายใต้กลไกการเกิดออกซิเดชันที่ใช้งานส่วนใหญ่เป็นสูตร (1) และปฏิกิริยาภายใต้กลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟเป็นสูตรส่วนใหญ่ (2) นักวิจัยบางคนพบในการทดลองว่าอาจมีปฏิกิริยา (3) ในกลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟในเวลาเดียวกัน นอกจากนี้สมการปฏิกิริยา (4) อาจเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานของ SiO2 และ Si3N4

กลไกการเกิดปฏิกิริยาภายใต้กลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟ
โดยการคำนวณทางอุณหพลศาสตร์ Chen Siyuan และคณะ ศึกษาสัดส่วนของสูตรปฏิกิริยา (3) ในกลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนดและพบได้จากการทดลองว่าอัตราส่วนของ NO ถึง N2 นั้นเล็กมากดังนั้นจึงสามารถพิจารณาได้ว่าปฏิกิริยาของกลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟของซิลิกอน ไนไตรด์เป็นเพียงสูตรปฏิกิริยา (2) การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความดันบางส่วนของออกซิเจนที่ส่วนต่อประสานจะเพิ่มความดันของ NO นั่นคือความเป็นไปได้ของการเกิดปฏิกิริยา (3) จะเพิ่มขึ้น

ในสภาพแวดล้อมของอุณหภูมิสูงและความดันบางส่วนออกซิเจนต่ำซิลิกอนไนไตรด์เปลี่ยนจากกลไกการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟไปสู่กลไกการเกิดออกซิเดชันที่ใช้งานอยู่การสร้าง SIO และ N2 ฟิล์มออกซิไดซ์ถูกทำลายกลไกต่อต้านออกซิเดชั่นล้มเหลว ความต้านทานออกซิเดชันของซิลิกอนไนไตรด์นั้นไม่ได้ผลหลังจากการระเหยและการส่งผ่านคลื่นของวัสดุได้รับผลกระทบอย่างจริงจัง ดังนั้นภูมิภาคที่กลไกการเกิดออกซิเดชันของการเปลี่ยนแปลงของซิลิกอนไนไตรด์เป็นสิ่งสำคัญมากในการศึกษาความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการส่งผ่านคลื่น

ที่อุณหภูมิเดียวกันเมื่อความเข้มข้นของออกซิเจนลดลงกลไกการเกิดออกซิเดชันของซิลิกอนไนไตรด์จะเปลี่ยนการเกิดออกซิเดชันที่ใช้งานอยู่ เมื่อความดันออกซิเจนบางส่วนคงที่และอุณหภูมิของพื้นผิวเพิ่มขึ้นกลไกการออกซิเดชั่นจะเปลี่ยนจากการเกิดออกซิเดชันแบบพาสซีฟเป็นการออกซิเดชั่นที่ใช้งานอยู่

เส้นโค้งอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของซิลิกอนไนไตรด์ภายใต้ความดันออกซิเจนบางส่วนที่แตกต่างกันได้รับโดยเฉินและคณะ เส้นโค้งแบ่งพื้นที่ออกซิเดชันออกเป็นภูมิภาคออกซิเดชันแบบพาสซีฟและภูมิภาคออกซิเดชันที่ใช้งานอยู่

อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของซิลิกอนไนไตรด์ที่ความดันบางส่วนออกซิเจนที่แตกต่างกัน

การพูดจาโผงผาง

เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์มีค่าการนำความร้อนทางทฤษฎีสูงและเนื้อหาระยะที่สองและข้อบกพร่องของตาข่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อบกพร่องของออกซิเจนในตาข่ายมีผลกระทบอย่างมากต่อการนำความร้อนของเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะศึกษาความต้านทานออกซิเดชันของผงรูปแบบของออกซิเจนในซิลิกอนไนไตรด์และกลไกการออกซิเดชั่น

(วัสดุจากอินเทอร์เน็ตการบุกรุก)