Η διαδικασία παρασκευής του νιτριδίου πυριτίου

Η μέθοδος παραγωγής νιτριδίου πυριτίου έχει σημαντικό αντίκτυπο στη φάση της κρυστάλλου, την καθαρότητα και τη συμπαγής του υλικού. Ανάλογα με τις απαιτήσεις εφαρμογής, διαφορετικές μέθοδοι παραγωγής μπορούν να παράγουν υλικά νιτριδίου πυριτίου με διαφορετικές ιδιότητες.

Α. Άμεση νιτρίδωση
Μεθοδολογία μεθόδου

Επισκόπηση Η άμεση νιτρίδωση είναι μια διαδικασία στην οποία αντιδρούν οι ατμοί πυριτίου και το άζωτο σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματίσουν νιτριδικό πυρίτιο, τυπικά σε θερμοκρασίες μεταξύ 1400 βαθμών και 1500 βαθμών, για την παραγωγή υλικών στη μικτή φάση των -Sin₄ και -si₃n₄.

Έλεγχος διαδικασιών και εφαρμοστέα σενάρια

Η άμεση νιτροποίηση είναι κατάλληλη για παραγωγή μεγάλου όγκου, αλλά απαιτεί αυστηρό έλεγχο των παραμέτρων όπως η θερμοκρασία, η καθαρότητα του αζώτου και ο ρυθμός ροής για να εξασφαλιστεί ένα ομοιογενές και συμπαγές προϊόν. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για την παραγωγή υλικών νιτριδίου χύδην πυριτίου, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στην παραγωγή βιομηχανικών δομικών κεραμικών.

B. Αρχή εναπόθεσης ατμών (CVD)


Η εναπόθεση χημικών ατμών (CVD) είναι μια διαδικασία στην οποία αντιδρούν με σιλάνη (SIH₄) και αμμωνία (NH₃) σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματίσουν λεπτές μεμβράνες νιτριδίου πυριτίου. Με τον έλεγχο της αναλογίας και του ρυθμού ροής του αερίου αντίδρασης, μπορούν να ληφθούν μεμβράνες νιτριδίου πυριτίου με ομοιόμορφο πάχος και υψηλή καθαρότητα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:

Οι λεπτές μεμβράνες του νιτριδίου πυριτίου που παράγονται από τη μέθοδο CVD είναι υψηλή καθαρότητα και εξαιρετικά συμπαγές, αλλά ο εξοπλισμός αυτής της μεθόδου είναι πολύπλοκη και δαπανηρή και είναι κατάλληλη για την παραγωγή λεπτών φιλμ σε ημιαγωγούς και μικροηλεκτρονικές συσκευές.

Γ. Υψηλής πίεσης
Αρχή και εξοπλισμός λειτουργίας νιτροποίησης

Απαιτήσεις Η μέθοδος νιτρικής πίεσης υψηλής πίεσης βελτιώνει την πυκνότητα και την αντοχή του νιτριδίου του πυριτίου με τη διεξαγωγή αντίδρασης νιτρίδων σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση. Το περιβάλλον υψηλής πίεσης προάγει την αντίδραση του πυριτίου και του αζώτου, μειώνοντας τον χρόνο αντίδρασης.

Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για την παραγωγή δομικών κεραμικών υψηλής πυκνότητας και χρησιμοποιείται συχνά στην παρασκευή υλικών νιτριδίου πυριτίου με απαιτήσεις υψηλής αντοχής, όπως τα ρουλεμάν υψηλής απόδοσης και τα εργαλεία κοπής, αλλά οι απαιτήσεις του εξοπλισμού είναι υψηλές, το κόστος παρασκευής είναι υψηλό και είναι κατάλληλο για την παραγωγή προϊόντων υψηλής αξίας.

Δ. Σύνθεση υψηλής θερμοκρασίας (SHS)
Μεθοδολογία

Επισκόπηση Η αυτοσυγκέντρωση σύνθεσης υψηλής θερμοκρασίας (SHS) χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά αυτοπροβολής των χημικών αντιδράσεων για να παράγει υψηλές θερμοκρασίες με ανάφλεξη για να διεγείρει μια αυθόρμητη αντίδραση νιτρικού για την παραγωγή σκόνης νιτρικού πυριτίου.

Χαρακτηριστικά της διαδικασίας το

Η μέθοδος SHS έχει υψηλό ρυθμό αντίδρασης και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, αλλά η σταθερότητα και η ομοιομορφία της αντίδρασης είναι δύσκολο να ελεγχθούν. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για παραγωγή μεγάλης κλίμακας υλικών σκόνης και χρησιμοποιείται κυρίως για εφαρμογές όπως υλικά πλήρωσης και σκόνες ψεκασμού.