氮化硅为什么那么便宜?( 三 )



利用低压化学气相沉积技术在相对较高的温度下利用垂直或水平管式炉进行 。[2]

等离子体增强化学气相沉积技术在温度相对较低的真空条件下进行 。

氮化硅的晶胞参数与单质硅不同 。因此根据沉积方法的不同,生成的氮化硅薄膜会有产生 张力 或 应力。特别是当使用等离子体增强化学气相沉积技术时,能通过调节沉积参数来减少张力 。[3]

先利用 溶胶凝胶法 制备出二氧化硅,然后同时利用 碳热还原法 和氮化对其中包含特细碳粒子的 硅胶 进行处理后得到氮化硅纳米线 。硅胶中的特细碳粒子是由葡萄糖在1200-1350°C分解产生的 。合成过程中涉及的反应可能是: [4]

SiO2(s) + C(s) → SiO(g) + CO(g)3 SiO(g) + 2N2(g) + 3 CO(g) →Si3N4(s) + 3CO2(g)或3 SiO(g) + 2N2(g) + 3 C(s) →Si3N4(s) + 3 CO(g)

加工方法

作为粒状材料的氮化硅是很难加工的——不能把它加热到它的熔点1850°C以上,因为超过这个温度氮化硅发生分解成硅和氮气 。因此用传统的热压烧结技术是有问题的 。把氮化硅粉末粘合起来可通过添加一些其他物质比如烧结助剂或粘合剂诱导氮化硅在较低的温度下发生一定程度的液相烧结后粘合成块状材料 。[5] 但由于需要添加粘合剂或烧结助剂,所以这种方法会在制出的块状材料中引入杂质 。使用放电等离子烧结是另一种可以制备更纯净大块材料的方法,对压实的粉末在非常短的时间内(几秒中)进行电流脉冲,用这种方法能在1500-1700°C的温度下得到紧实致密的氮化硅块状物 。[6][7]

参考资料:

^跳转至:12.012.1Yoshio Nishi, Robert Doering.Handbook of semico