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          什么因素影響的氮化硅鐵合成效果

          發布時間:2020-11-16
            氮化硅鐵實際上是硅鐵通過氮化處理得到的,硅鐵的主要成分是硅和鐵。許多人對氮化硅鐵有一定的了解,但了解氮化硅鐵的功能和應用范圍。但是,因為不太了解單獨的硅要素,所以為了幫助很多用戶更了解硅,簡要介紹硅的基本信息。
            硅有著特別明顯的非金屬特性,可溶于金屬氫氧化物,產生硅鹽酸和氮氣。電子在原子核外,能源水平從低硅原子到高,從內到外,層層環繞,稱為電子殼層結構。硅原子核外電子第一層有兩個電子,第二層有八個電子,達到穩定狀態。外層有4個電子,即價格電子,在硅原子的導電性等方面起著主導作用。
            氮化硅鐵通常以硅鐵合金或單質硅為原料,利用氮化技術高溫合成。在合成過程中,以下兩點是影響合成效果的重要因素。
            1.硅鐵粒度
            粒度不同產物的氮含量與反應溫度的關系。中位徑(d50)為13.41μm的樣氮含量隨溫度的提高而逐漸增大。隨著溫度的提高,中位徑(d50)為8.023μm和5.229μm的樣氮含量的變化不明顯,不規則。在各溫度段,樣品FS5h產品的氮含量明顯高于樣品FS10h、FS15h產品的氮含量。這表明硅鐵和氮反應過程會釋放大量的熱量,Fe在其中起到催化劑的作用。硅鐵越細,樣品的孔隙率越小,比表面積越大,反應越快越激烈。但硅鐵粒子之間的燒結也越嚴重,影響氮氣的擴散,氮化效果越差。粗粒試樣比表面積小,氮化反應更加平穩,隨著溫度的上升,氮化更加充分。
            2.氮化溫度
            以粒度小于74m的FeSi75粉為原料和濃度為5%的聚乙烯醇為粘合劑。膠水加入比例為8%。在氧化鋁研究體中研磨上述混合物,攪拌均勻后加壓造粒,用一系列技術加工成長坯料。然后,在1400、1500、1600、1700℃的溫度和0.9MPa氮氣下進行氮化實驗。使用的氮氣為99.99%的高純氮。保溫時間為3小時。當溫度為1400℃和1500℃時,氮化產物的物相主要為α-Si3N4、殘留的Si和FeSi2。當溫度為1600℃和1700℃時,氮化產物的物相主要是α-Si3N4、β-Si3N4和Fe3Si。在溫度逐漸升高的過程中,α-Si3N4逐漸減少,β-Si3N4逐漸增加,高溫氮化比低溫氮化更完整。氮化產物Si3N4的顯微形狀為針柱狀和長柱狀。
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