Азотирование кремния в аммиаке

04-04-2024

+++Возрастающий спрос на нитрид кремния+++

---вызвал поиск более дешевых способов его получения---

Предложен также способ получения нитрида кремния в плазменной дуговой печи из металлического кремния или оксида в присутствии водорода. В результате получают высокодисперсный однородный порошок. Как исходные продукты могут быть использованы также жидкие или газообразные соединения кремния, которые вдуваются в азотную плазму.

Возрастающий спрос на нитрид кремния вызвал поиск более дешевых способов его получения, поэтому метод восстановления оксида кремния углеродом с одновременным азотированием в настоящее время особенно привлекает внимание исследователей. В качестве исходного кремнесодержащего продукта используют кремниевую кислоту, кремнезем кристаллический и аморфный, а также природные материалы и отходы производства: диатомитовую землю, природный туф, шунгиты, рисовую шелуху. Восстановителями служат аморфный углерод, графит, карбид кремния, нефтяной кокс и карбонизированная смола. Для более полной диффузии азота рекомендуется вводить в исходную шихту готовый нитрид.

При синтезе этим способом нитрид кремния образуется преимущественно в а-форме, выход которой увеличивается при добавке к смеси оксида кремния с углеродом элементарного кремния. При этом повышается концентрация монооксида кремния, азотирующегося до a-Si3N4.

Как и в случае прямого синтеза в потоке аммиака, образование нитрида из Si02 начинается при более низкой температуре и протекает более интенсивно. Так, при азотировании шихты при 1300 °С за 3 ч степень превращения в азоте составляла 15 %, а в аммиаке — 40 %.