合金元素对氮化硅制备的影响

此技术主要是以硅粉为原料，合金元素为添加剂，用硅粉直接氮化硅法制备氮化硅，并对添加剂种类及含量、氮化硅工艺等进行研究，并对氮化硅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对硅粉氮化硅促进效果最显著，Mg次之，而Ti、Al不太明显。但Al对β-Si_3N_4生成有一定的促进作用。 复合元素Fe+Al又比单一元素Fe的氮化硅促进效果更优。从生成单一氮化硅硅的角度来看，Fe含量不宜超过1％，Fe+Al不宜超过1.5％，反之产物中就出现Fe-Si化合物。 实验氮化硅工艺控制在1350℃下连续氮化硅10小时，以Fe和Fe+Al为添加剂，这对硅粉氮化硅有利。 采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试方法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℃／10h下的氮化硅样品中生成物以α-Si_3N_4较多，还有部分β-Si_3N_4。产物组织形貌以等轴状的α-Si_3N_4颗粒为主，颗粒平均尺寸为3.3μm。

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