Konsep dan aplikasi silikon nitrida

Kimia dan Mikrostruktur Silicon Nitride
Komposisi molekul silikon nitrida ditentukan oleh nisbah stoikiometrik silikon dan nitrogen, Si₃n₄. Struktur kristal sebatian ini terdiri terutamanya daripada struktur tetrahedral, di mana setiap atom nitrogen terikat kepada tiga atom silikon, membentuk rangkaian ikatan kovalen yang kuat. Struktur mikro boleh dimanipulasi menggunakan pelbagai kaedah sintesis, menghasilkan morfologi yang berbeza seperti granul, serbuk atau blok, masing -masing sesuai dengan keperluan perindustrian tertentu.

Sifat silikon nitrida
- Kekerasan Tinggi: Silicon Nitride mempunyai kekerasan Mohs yang lebih tinggi daripada kebanyakan logam dan seramik, menjadikannya tahan.
- Kestabilan terma: Silicon nitride mampu mengekalkan integriti strukturnya pada suhu sehingga 1700 darjah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi suhu tinggi.
- Rintangan kakisan: Silicon nitride tahan terhadap kebanyakan serangan kimia, termasuk asid dan alkali, memberikan kebolehpercayaan jangka panjang dalam persekitaran yang mengakis.
- Penebat elektrik: Walaupun silikon nitrida adalah konduktif termal, ia adalah penebat yang sangat baik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi voltan tinggi.
- Kekonduksian terma: Ia mampu menjalankan haba dengan cekap, menjadikannya berguna dalam sistem pengurusan terma.

Kaedah untuk sintesis silikon nitrida
Silicon nitride boleh diperolehi dengan beberapa kaedah:
- Penguraian terma: Silikon bertindak balas dengan ammonia pada suhu tinggi untuk membentuk silikon nitrida.
- Pemendapan wap kimia (CVD): Silicon dan ammonia bertindak balas dalam fasa gas untuk membentuk filem nipis silikon nitrida.
- reaksi Sintering: Gabungan serbuk silikon dan ammonia menjalani tindak balas suhu tinggi untuk membentuk struktur silikon nitrida pukal.