Азотирование кремния в аммиаке

04-04-2024

+++Нитрид и карбонитрид титана+++

---азотирование металлического титана или его гидрида---

Нитрид и карбонитрид титана. Основными методами получения нитрида титана, так же как и нитрида кремния, являются : азотирование металлического титана или его гидрида, взаимодействие в газовой фазе между TiCl4 и аммиаком, разложение аминохлоридов титана и других подобных соединений, содержащих титан и азот, восстановление ТЮ2 углем или металлами в среде азота.

В связи с широкой областью гомогенности в системе Ti — N содержание азота в нитриде титана при прямом азотировании может отличаться от стехиоме- трического. Например, при азотировании титана при 1100—1200 °С в токе азота или Na + Н2 в течение 1—2 ч был получен TiNo.gs. При измельчении и повторном азотировании образуется TiNifo. Основное насыщение Ti азотом происходит в первые 10—15 мин, при дальнейшей выдержке содержание его растет незначительно. Полное завершение реакционной диффузии с образованием нитрида предельного состава достигается при выдержке в течение 2 — 4 ч при температуре 1200 °С. При азотировании гидрида титана водород оказывает замедляющее действие на диффузию азота при 500 — 800 °С. При повышении температуры максимальное насыщение достигается при тех же условиях, что и для титанового порошка.

Для снижения теплового эффекта реакции азотирования, устранения явлений воспламенения порошка и его расплавления к нему подмешивают предварительно полученный нитрид титана (массовая доля 30—50 %). При исследовании влияния длительности азотирования в аммиаке и его расхода на толщину азотированного слоя и скорость образования был найден оптимум по этим параметрам, а также по температуре процесса, что связано с установлением равновесия в газовой фазе при диссоциации1 аммиака, а также с тем, что одновременно с азотированием происходит насыщение титана водородом.