氮化硅结合氮化硅铁在氮气气氛下的高温稳定性

摘要：

以硅粉和氮化硅铁颗粒为原料,经高纯氮气气氛下烧结,制备出氮化硅/氮化硅铁复合材料.将氮化硅/氮化硅铁复合材料试样分别在1500、1600、1700℃氮气气氛下重烧,探究其高温稳定性.结果表明:当重烧温度为1500℃时试样中存在的物相有β-Si3N4、α-Si3N4、Si2N2O、SiC以及Fe3Si;当重烧温度达到1600℃时,β-Si3N4含量增加,Fe3Si、Fe5Si3、FeSi 3种硅铁合金共存,α-Si3N4、Si2N2O消失;当重烧温度上升到1700℃时,β-Si3N4含量显著下降并重新出现α-Si3N4,Fe5Si3和FeSi相共存,Fe3Si相消失.结合热力学计算推断反应机理为:当重烧温度从1500℃上升到1600℃时,α-Si3N4、Fe-Si熔体中的Si以及Si2N2O均向β-Si3N4转变,导致β-Si3N4含量增加.当重烧温度上升到1700℃过程中,熔融硅铁的存在加速了Si3N4的分解,导致β-Si3N4含量减少;试样冷却过程中,Si(l)、Si(g)将重新氮化形成氮化硅,使α-Si3N4重新出现.SiC在较高的温度下比Si3N4稳定,其反应的C源为结合剂中的残C,以及气氛中的CO.随温度升高,复合材料中Fe-Si合金的稳定顺序依次为:Fe3Si→Fe5Si3→FeSi.

关键词：氮化硅、氮化硅铁、高温稳定性、氧氮化硅

所属期刊栏目：45

分类号：TQ175

资助基金：江苏省科技厅重点发展计划BE2016043

在线出版日期：2018-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1853-1859