什么因素影響的氮化硅鐵合成效果
發布時間:2020-11-16
氮化硅鐵實際上是硅鐵通過氮化處理得到的，硅鐵的主要成分是硅和鐵。許多人對氮化硅鐵有一定的了解，但了解氮化硅鐵的功能和應用范圍。但是，因為不太了解單獨的硅要素，所以為了幫助很多用戶更了解硅，簡要介紹硅的基本信息。
硅有著特別明顯的非金屬特性，可溶于金屬氫氧化物，產生硅鹽酸和氮氣。電子在原子核外，能源水平從低硅原子到高，從內到外，層層環繞，稱為電子殼層結構。硅原子核外電子第一層有兩個電子，第二層有八個電子，達到穩定狀態。外層有4個電子，即價格電子，在硅原子的導電性等方面起著主導作用。
氮化硅鐵通常以硅鐵合金或單質硅為原料，利用氮化技術高溫合成。在合成過程中，以下兩點是影響合成效果的重要因素。
1.硅鐵粒度
粒度不同產物的氮含量與反應溫度的關系。中位徑(d50)為13.41μm的樣氮含量隨溫度的提高而逐漸增大。隨著溫度的提高，中位徑(d50)為8.023μm和5.229μm的樣氮含量的變化不明顯，不規則。在各溫度段，樣品FS5h產品的氮含量明顯高于樣品FS10h、FS15h產品的氮含量。這表明硅鐵和氮反應過程會釋放大量的熱量，Fe在其中起到催化劑的作用。硅鐵越細，樣品的孔隙率越小，比表面積越大，反應越快越激烈。但硅鐵粒子之間的燒結也越嚴重，影響氮氣的擴散，氮化效果越差。粗粒試樣比表面積小，氮化反應更加平穩，隨著溫度的上升，氮化更加充分。
2.氮化溫度
以粒度小于74m的FeSi75粉為原料和濃度為5%的聚乙烯醇為粘合劑。膠水加入比例為8%。在氧化鋁研究體中研磨上述混合物，攪拌均勻后加壓造粒，用一系列技術加工成長坯料。然后，在1400、1500、1600、1700℃的溫度和0.9MPa氮氣下進行氮化實驗。使用的氮氣為99.99%的高純氮。保溫時間為3小時。當溫度為1400℃和1500℃時，氮化產物的物相主要為α-Si3N4、殘留的Si和FeSi2。當溫度為1600℃和1700℃時，氮化產物的物相主要是α-Si3N4、β-Si3N4和Fe3Si。在溫度逐漸升高的過程中，α-Si3N4逐漸減少，β-Si3N4逐漸增加，高溫氮化比低溫氮化更完整。氮化產物Si3N4的顯微形狀為針柱狀和長柱狀。
硅有著特別明顯的非金屬特性，可溶于金屬氫氧化物，產生硅鹽酸和氮氣。電子在原子核外，能源水平從低硅原子到高，從內到外，層層環繞，稱為電子殼層結構。硅原子核外電子第一層有兩個電子，第二層有八個電子，達到穩定狀態。外層有4個電子，即價格電子，在硅原子的導電性等方面起著主導作用。
氮化硅鐵通常以硅鐵合金或單質硅為原料，利用氮化技術高溫合成。在合成過程中，以下兩點是影響合成效果的重要因素。
1.硅鐵粒度
粒度不同產物的氮含量與反應溫度的關系。中位徑(d50)為13.41μm的樣氮含量隨溫度的提高而逐漸增大。隨著溫度的提高，中位徑(d50)為8.023μm和5.229μm的樣氮含量的變化不明顯，不規則。在各溫度段，樣品FS5h產品的氮含量明顯高于樣品FS10h、FS15h產品的氮含量。這表明硅鐵和氮反應過程會釋放大量的熱量，Fe在其中起到催化劑的作用。硅鐵越細，樣品的孔隙率越小，比表面積越大，反應越快越激烈。但硅鐵粒子之間的燒結也越嚴重，影響氮氣的擴散，氮化效果越差。粗粒試樣比表面積小，氮化反應更加平穩，隨著溫度的上升，氮化更加充分。
2.氮化溫度
以粒度小于74m的FeSi75粉為原料和濃度為5%的聚乙烯醇為粘合劑。膠水加入比例為8%。在氧化鋁研究體中研磨上述混合物，攪拌均勻后加壓造粒，用一系列技術加工成長坯料。然后，在1400、1500、1600、1700℃的溫度和0.9MPa氮氣下進行氮化實驗。使用的氮氣為99.99%的高純氮。保溫時間為3小時。當溫度為1400℃和1500℃時，氮化產物的物相主要為α-Si3N4、殘留的Si和FeSi2。當溫度為1600℃和1700℃時，氮化產物的物相主要是α-Si3N4、β-Si3N4和Fe3Si。在溫度逐漸升高的過程中，α-Si3N4逐漸減少，β-Si3N4逐漸增加，高溫氮化比低溫氮化更完整。氮化產物Si3N4的顯微形狀為針柱狀和長柱狀。