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氮化硅结合碳化硅是怎么形成的

09-30

氮化硅结合碳化硅制备的方式是氮化反应烧结法，这种反应烧结形成的氮化硅结合碳化硅制品，是由硅粉与氮气反应生成的氮化硅颗粒与坯体中的碳化硅颗粒在一定介质中形成的。

一般状态下，氮化硅的存在形式主要有两种相:低温型a-Si3N4和高温型B-Si3N4。a相与?相的晶体结构均为六方晶系。

在反应中，a-Si3N4材料中呈现出纤维状，主要通过气相生成，即 Si，Sio和N2 分子反应。

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当Fe203等杂质存在时，可以降低二氧化硅膜的熔化温度，促使二氧化硅膜破裂，形成液珠，Si与Si02 反应生成气态 Sio，SiO、N扩散进液珠，a-Si3N4 纤维状晶体在固液界面形成，依附于大颗粒、缺陷等生长。a-Si3N4 纤维相互交错之后，形成致密的网络结构，因此会使物质更具有较高的机械性能。

而B-Si3N4一般呈粗大的颗粒状或者短棒状，主要通过液相生成，由气——液反应及a相的溶解、B相的再沉淀生成，反应包括氮气分裂成氮原子，通过液态硅扩散反应进行。

在氮化过程中，硅粉的氮化反应从 900℃开始，1100℃以上反应速度急剧增加，反应在1450℃时近于完成。淡化过程中胚体几乎无变化，Si和N2反应生成Si3N4之后，有22%的摩尔质量增加致使氮化硅结合碳化硅制品结构致密。在1100℃~1380℃主要生成a-Si3N4，1400℃以上主要生成B-Si3N4，在通常氮化制度下是a与B相共存，最后形成a-SiC被a-Si3N4和?-Si3N4结合相所包围的制品。

总之，氮化硅结合碳化硅的形成是较为复杂的过程，因此它呈现出来的物质无论从机械性能还是物理性能都是相当稳定的。继而造就了它多重的特性，是其它耐火材料产品所不具备的。