氮化硅陶瓷的制备方法

硅粉的直接氮化是通过化学纯硅粉(分析纯:大于95%)与氮气在NH3、N2+H2或N2气氛中直接反应来实现的。反应方程式如下:硅粉直接氮化合成Si3N4细粉的优点是工艺流程简单，成本低，缺点是反应温度高，反应时间长，反应速度慢，制备的Si3N4粒度分布较宽，需要进一步粉碎、研磨和提纯。

二氧化硅还原氮化法，将二氧化硅细粉与碳粉混合后，首先通过热还原生成一氧化硅，然后二氧化硅氮化生成块状氮化硅。一般化学反应式如下:SiO _ 2还原氮化法的特点是原料丰富，反应产物为疏松的粉末，不需要与硅粉氮化产物一起粉碎，避免了杂质的重新引入，因此该方法制备的Si3N4粉末颗粒形状规则，粒度分布窄。

Si3N4陶瓷材料作为一种优良的高温工程材料，在高温领域可以充分发挥其优势。其强度可在1200℃高温下保持不降低，加热后不会熔化成熔体，直到1900℃才分解。它具有惊人的耐化学腐蚀性，几乎可以耐受所有30%以下的无机酸和苛性钠溶液，以及许多。同时是高性能电绝缘材料，氮化硅几乎不与水反应；在浓强酸溶液中缓慢水解生成铵盐和二氧化硅；强碱溶液易溶于氢氟酸，不与稀酸反应，能缓慢腐蚀氮化硅，熔融碱能迅速将氮化硅转化为硅酸盐和氨基氮化硅。这些性能与高温合金相当，但作为高温结构材料，也存在机械冲击强度低、易脆断等缺点。因此广泛应用于用氮化硅，特别是氮化硅结合碳化硅制造复杂材料的研究，以及用晶须增韧氮化硅陶瓷和添加其他化合物的研究。