Hành vi oxy hóa của nitride silicon xốp và bột
Không khí oxy hóa động, mẫu xốp và bột sẽ làm cho silicon nitride bị oxy hóa nghiêm trọng hơn.
Có hai dạng oxy bột nitride silicon, một là tạo thành một lớp oxit silica trên bề mặt, và loại kia là vào mạng nitride silicon để tạo thành các khuyết tật oxy. Trong quá trình chuẩn bị bột, oxy hấp phụ bên trong mạng tinh thể và trên bề mặt của các hạt bột là khoảng 1WT%. Ở nhiệt độ cao, oxy hòa tan trong mạng và thay thế các nguyên tử nitơ để tạo thành các vị trí trống silicon, tạo thành các trung tâm tán xạ trong quá trình lan truyền phonon và ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt của nitrua silicon. Hàm lượng oxy của bột càng thấp thì các tính chất toàn diện của gốm đã chuẩn bị càng tốt.
Wang Yuelong et al. đã chọn bột nitride silicon với hàm lượng oxy ban đầu là 1,21WT% và oxy hóa nó ở các nhiệt độ khác nhau ở 573K-1273K trong không khí chảy.
Sự thay đổi hàm lượng oxy của bột nitride silicon với nhiệt độ
Kết quả cho thấy bột nitride silicon có khả năng chống oxy hóa tốt, hàm lượng oxy của bột dưới 1073K gần như không tăng, hàm lượng oxy của bột tăng chậm từ 1073K đến 1273k và hàm lượng oxy tăng mạnh lên 1273k. Sau khi giữ ở mức 1273k trong 5h và 10h, hàm lượng oxy của bột nitride silicon tăng lên 2,01WT% và 3,26wt%, và độ dày lớp oxit bề mặt tăng từ 0,45nm lên 1,05nm và 2,31nm. Thông qua tính toán lý thuyết và phát hiện XPS, hàm lượng oxy mạng của bột silicon nitride là khoảng 0,5wt%.
Ông fengmei đã tìm thấy thông qua nghiên cứu về Si3N4 xốp rằng dưới bầu khí quyển không khí áp suất trong khí quyển, phản ứng oxy hóa của Si3N4 xốp rất yếu; Trên 800, có thể nhìn thấy phản ứng oxy hóa rõ ràng; Trên 1000, phản ứng oxy hóa được tăng cường và tốc độ tăng trọng lượng được tăng tốc, và nó tốt nhất là xảy ra ở bề mặt và thành lỗ rỗng bên ngoài, sau đó trong các lỗ chân lông bên trong của mẫu. Phản ứng oxy hóa được kiểm soát bởi động học hóa học tại giao diện. Ngoài ra, ở cùng một nhiệt độ, bầu không khí oxy hóa động sẽ tăng tốc quá trình oxy hóa Si3N4, đặc biệt là đối với các mẫu xốp và bột.
Cơ chế oxy hóa
Tương tự như vật liệu cacbua silicon, cơ chế oxy hóa của nitride silicon được chia thành quá trình oxy hóa hoạt động và cơ chế oxy hóa thụ động với sự khác biệt của áp suất và nhiệt độ một phần oxy. Quá trình oxy hóa hoạt động đề cập đến phản ứng của silicon nitride và oxy để tạo ra silicon monoxide và nitơ. Cơ chế oxy hóa thụ động là cơ sở của phân tích nhiệt độ chuyển tiếp, vì vậy cần phải có một sự hiểu biết rõ ràng về cơ chế oxy hóa thụ động của nitride silicon. Công thức phản ứng như sau: 
Phản ứng của nitride silicon trong cơ chế oxy hóa hoạt động chủ yếu là công thức (1) và phản ứng trong cơ chế oxy hóa thụ động chủ yếu là công thức (2). Một số nhà nghiên cứu đã tìm thấy trong thí nghiệm rằng có thể có phản ứng (3) trong cơ chế oxy hóa thụ động cùng một lúc. Ngoài ra, phương trình phản ứng (4) có thể xảy ra tại giao diện của SiO2 và Si3N4.
Cơ chế phản ứng trong cơ chế oxy hóa thụ động
Bằng cách tính toán nhiệt động, Chen Siyuan et al. nghiên cứu tỷ lệ công thức phản ứng (3) trong cơ chế oxy hóa thụ động ở nhiệt độ và áp suất nhất định, và tìm thấy thông qua các thí nghiệm rằng tỷ lệ NO so với N2 là rất nhỏ, do đó có thể xem xét rằng phản ứng của cơ chế oxy hóa thụ động của silicon Nitride chỉ là công thức phản ứng (2). Sự gia tăng của nhiệt độ và áp suất một phần oxy tại giao diện sẽ làm tăng áp suất của NO, nghĩa là khả năng phản ứng (3) sẽ tăng lên.
Trong môi trường có nhiệt độ cao và áp suất một phần oxy thấp, silicon nitride biến đổi từ cơ chế oxy hóa thụ động sang cơ chế oxy hóa hoạt động, hình thành SiO và N2, màng oxy hóa bị phá hủy, cơ chế chống oxy hóa không thành công và vật liệu bắt đầu bị loại bỏ. Điện trở oxy hóa của nitride silicon là không hiệu quả sau khi cắt bỏ, và độ truyền sóng của vật liệu bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Do đó, khu vực nơi cơ chế oxy hóa của thay đổi nitride silicon là rất quan trọng để nghiên cứu khả năng chống oxy hóa và truyền sóng.
Ở cùng nhiệt độ, khi nồng độ oxy giảm, cơ chế oxy hóa của nitride silicon thay đổi thành quá trình oxy hóa hoạt động. Khi áp suất một phần oxy không đổi và nhiệt độ bề mặt tăng lên, cơ chế oxy hóa thay đổi từ quá trình oxy hóa thụ động sang quá trình oxy hóa hoạt động.
Đường cong nhiệt độ chuyển tiếp của silicon nitride dưới áp suất riêng phần oxy khác nhau đã thu được bởi Chen et al. Đường cong chia vùng oxy hóa thành vùng oxy hóa thụ động và vùng oxy hóa hoạt động. 
Nhiệt độ chuyển tiếp của nitride silicon ở các áp suất một phần oxy khác nhau
Peroring
Gốm silicon nitride có độ dẫn nhiệt lý thuyết cao, và hàm lượng pha thứ hai và các khiếm khuyết mạng, đặc biệt là các khiếm khuyết oxy trong mạng tinh thể, có tác động lớn đến độ dẫn nhiệt của gốm silicon nitride. Do đó, điều rất quan trọng là nghiên cứu tính kháng oxy hóa của bột, dạng oxy trong silicon nitride và cơ chế oxy hóa của nó.
(Tài liệu từ Internet, xâm nhập)