Existen muchos métodos para preparar polvo cerámico de nitruro de silicio. Una breve introducción al método de nitruración directa del polvo de silicio y al método de nitruración por reducción de SiO2.
El método de nitruración directa del polvo de silicio es. El polvo de silicio químicamente puro (pureza analítica: 95 o superior) reacciona directamente con nitrógeno en una atmósfera de NH3, N2 H2 o N2. La ecuación de reacción es la siguiente: Las ventajas de la nitruración directa del polvo de silicio para sintetizar el polvo fino de Si3N4 son un proceso simple. flujo y bajo costo. La desventaja es que la reacción de este método es lenta y requiere una temperatura de reacción más alta y un tiempo de reacción más largo. El Si3N4 preparado tiene una amplia distribución del tamaño de partículas y requiere mayor pulverización, molienda y purificación para cumplir con los requisitos de calidad.
Método de nitruración por reducción de SiO2, después de mezclar polvo fino de SiO2 y polvo de carbón, primero se genera SiO mediante reducción térmica y luego se nitrura SiO para generar Si3N4 masivo. La fórmula de reacción química total es: SiO2 La característica de. el método de nitruración por reducción es que la fuente de materias primas es abundante, el producto de reacción es un polvo suelto y el producto de nitruración en polvo de silicio no necesita ser pulverizado, evitando así la reintroducción de impurezas, por lo que el polvo de Si3N4 producido por este método tiene una forma de partícula regular y una distribución del tamaño de partícula estrecha.
Como excelente material de ingeniería de alta temperatura, la mayor ventaja del material cerámico Si3N4 es su aplicación en campos de alta temperatura. Es extremadamente resistente a altas temperaturas y su resistencia se puede mantener hasta 1200 °C sin necesidad de soportar temperaturas altas. disminuyendo No se derretirá después de calentarse y no se descompondrá hasta 1900 ° C. Tiene una increíble resistencia a la corrosión química y puede soportar casi todos los ácidos inorgánicos y soluciones de soda cáustica por debajo de 30, y también puede resistir la corrosión de muchos. ácidos orgánicos, al mismo tiempo, es nitruro de silicio, un material aislante eléctrico de alto rendimiento, casi no tiene interacción con el agua; se hidroliza lentamente en soluciones ácidas concentradas y fuertes para producir sales de amonio y dióxido de silicio en las que es fácilmente soluble; ácido fluorhídrico y no tiene ningún efecto sobre los ácidos diluidos; las soluciones alcalinas concentradas y fuertes pueden corroer lentamente el nitruro de silicio, y el álcali fuerte fundido puede transformar rápidamente el nitruro de silicio en silicato y amoníaco. Estas propiedades de los materiales de nitruro de silicio son comparables a las de alta temperatura. Sin embargo, como material estructural de alta temperatura, también tiene baja resistencia al impacto mecánico, propenso a fracturas frágiles y otras deficiencias. Por esta razón, se usa ampliamente en la investigación sobre el uso de nitruro de silicio para fabricar materiales complejos. especialmente nitruro de silicio combinado con carburo de silicio, y el uso de bigotes y la adición de otros compuestos para endurecer las cerámicas de nitruro de silicio.