以平均粒径为2.8 μm的硅粉为原料,添加氮化硅粉作为稀释剂,对常压氮气下直接氮化制各Si3N4粉的工艺进行了研究,氮化温度范围为1623～1823 K,氮化时间范围为0～20 min.借助XRD、SEM等检测方法,分析了氮化温度和氮化时间等因素对氮化过程的影响.基于不同氮化温度下硅的转化率与氮化时间的关系,利用粒径不变的缩芯模型,建立了一种简化的硅氮反应模型,该模型显示出硅的转化率随时间呈渐近线指数趋势.并利用该模型计算得出了硅粉常压直接氮化合成氮化硅粉的一些反应动力学参数:Arrhenius公式中指前因子为5.56×1012cm/s;活化能为534 kJ/mol;有效扩散系数为6.2×10-8cm2/s;以及反应速率常数的计算公式.
参考文献
| [1] | 陈宏,穆柏春,郑黎明.氮化硅微粉制备技术[J].辽宁工学院学报,2006(03):191-195. |
| [2] | 曹永革,葛昌纯,周张健.初始硅粉粒度对自蔓延高温合成氮化硅的影响[J].硅酸盐学报,1998(05):551-557. |
| [3] | 李亚伟,张忻,田海兵,刘俊虎,李楠.硅粉直接氮化反应合成氮化硅研究[J].硅酸盐通报,2003(01):30-34. |
| [4] | Liu Y D;Kimura S .Fluidizod-bed nitridation of fine silicon pow-der[J].Powder Technology,1996,106(03):160-167. |
| [5] | Koike J.;Kimura S. .MECHANISM OF NITRIDATION OF SILICON POWDER IN A FLUIDIZED-BED REACTOR[J].Journal of the American Ceramic Society,1996(2):365-370. |
| [6] | 王勇,沃银花,姚奎鸿,祝洪良,王耐艳.流态床CVD法纳米氮化硅粉体的制备[J].无机材料学报,2006(01):41-45. |
| [7] | 李虹;黄莉萍;蒋薪 .碳热还原法制备氮化硅粉体的反应过程分析[J].无机材料学报,1996,11(02):241-246. |
| [8] | 周和平 .Si3N4的X射线定量相分析方法介绍[J].硅酸盐学报,1980,8(04):414-424. |
| [9] | Jovanovic ZR. .Kinetics of direct nitridation of pelletized silicon grains in a fluidized bed: experiment, mechanism and modelling[J].Journal of Materials Science,1998(9):2339-2355. |
| [10] | Yagi S;Kunii D.Studies on combustion of carbon particles in flames and fluidized beds[A].New York:The Combustion Institute,1955:231-244. |
| [11] | Pigeon R G;Varma A .Quantitative Kinetic Analysis of Silicon Nitridation[J].Journal of Materials Science,1993,28(11):2999-3013. |
| [12] | 罗康碧;罗明河;李沪萍.反应工程原理[M].北京:科学出版社,2005:285-297. |
| [13] | 黄惠宁 .α相和β相氮化硅的形成机理与动力[J].陶瓷研究,1996,11(01):16-23. |
| [14] | Jennings H M .Review on reactions between silicon and nitrogen[J].Journal of Materials Science,1983,18(04):951-967. |
| [15] | 曹永革;葛昌纯;周张健 .燃烧合成氮化硅的动力学分析[J].北京科技大学学报,1997,19(06):566-570. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%