合金元素对氮化硅制备的影响与研究

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1、摘要本课题以硅粉为原料，合金元素为添加剂，用硅粉直接氮化法制备氮化硅，并对添加剂种类及含量、氮化工艺等进行研究，并对氮化硅的形成机制和部分添加剂的作用进行了探讨。在Fe、Mg、Al、Ti四种合金元素添加剂中，Fe对硅粉氮化促进效果最显著，Mg次之，而Ti、A1不太明显。但A1对8一Si，Na生成有一定的促进作用。复合元素Fe+A1又比单一元素Fe的氮化促进效果更优。从生成单一氮化硅的角度来看，Fe含量不宜超过1％。Fe+A1不宜超过1．5％，反之产物中就出现Fe—si化合物。实验氮化工艺控制在1350"C下连续氮化10小时，以Fe和Fe+A1为添

2、加剂，这对硅粉氮化有利。采用x射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对样品的相组成和微观组织形貌进行了观察和分析，表明1350"(2／10h下的氮化样品中生成物以a-Si，N．较多，还有部分B—Si。N．。产物组织形貌以等轴状的口～Si。N．颗粒为主，颗粒平均尺寸为3．3pm。关键词：氮化硅q—Si，N．B—Si。N。添加剂硅粉氮化氮化机制氮化工艺皇塑坐墨三查!翌塑兰!些堡苎一些!!!!竺Absl：ractWithSipowdersasrawmaterials，alloyelementsasadditives，siliconnitrid

3、ewaspreparedthroughthedirectnitridationofSipowders．Categoriesandcontentoftheadditivesandnitridingprocesswereresearched．TheSynthesismechanismofsiliconnitrideandfunctionmechanismofsomeadditivesinthereactionwereprimarilystudied．It括foundthatFepromotesthenitridationbestinthefourad

4、ditivesofFe、Mg、AI、Ti．ThenMgissecond，Ti、AIisnotthatobviousforthenitridation．ButAIacceleratesthegrowthofB-Si3N4toacertainextent．CompositeelementsFe+AIenhancesthenitridationbetterthanFe。Butinordertogainpuresiliconnitride·thecontentsofFe+AIandFeshouldbecontainedwithin1％and1．5％res

5、pectively．otherwisethecompoundofFe—Siwillappearintheproducts．Thenitridingprocessofthisexperimentselectedareactiontimeof10hoursat1350℃．togetherwithFeandFe+Aelementsasadditives．Onlythisisbenefittothenitridationofsiliconpowders．Thecompositionofnitridedproducts、microstructureandm

6、orphologyofreactionsampleswerestudiedbyX-rayDiffraction(XRD)andScanElectronMicroscope(SEM)．TheresultsshowthatSi3N_withhighOphaseandsomeBphasecanbepreparedunderthenitridingconditionsof1350"(2／10h．Themicrostructureofnitridedproductsischaracterizedbya—Si3N4grainshape．Theaverageg

7、rainsizeis3．3pm．Keywords：SiliconnJtride：Ⅱ-Si3N4；B．Si3N4；Additive：NitridationofSipowdersNitridingmechanism：Nitridingprocess昆明理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作

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