采用NaN₃燃烧合成高α相氮化硅粉体的研究

【作者】 王飞； 沈卫平； 葛昌纯；

【机构】 北京科技大学特种陶瓷与粉末冶金研究室；

【摘要】 氮化硅具有优异的热性能、力学性能及综合性能,可广泛应用于切削刀具、轴承、发动机部件,以及化工、冶金、机械、石油、电子、军工、航天航空、核能和轻工业所需的各种耐磨、耐热、耐蚀部件以及屏蔽材料、装甲材料等,是当代公认的最重要和最有应用潜力的高温结构陶瓷之一。常规的氮化硅粉体制备工艺有直接氮化法、碳热还原法、等离子法及氨解法等。目前氮化硅粉体主要是以直接氮化法在高温条件下由硅粉和氮化合而成。由于反应温度高,反应时间长、能耗高、制造成本较高。燃烧合成（CS,Self-propagating High-temperature Synthesis）是近几十年发展起来的一种合成新材料的先进技术。由于其工艺简单、成本低廉,因此相对制备陶瓷、陶瓷-复合材料和金属间化合物的传统工艺而言,具有显著的优势。本文采用燃烧合成方法,以NaN₃作为活性稀释剂,制备了α相含量高达95%的以上的氮化硅粉体。研究了NaN₃的添加量以及氮气压力和氮气纯度对于燃烧合成氮化硅粉体的影响。通过燃烧合成过程中燃烧温度和燃烧速度的监测,探讨了采用NaN₃作为活性稀释剂条件下硅粉的氮化机制。更多还原