A low-temperature and seedlees method for producing hydrogen-free Si3N4

M. I. Pech Canul, F. J. Jiménez Hornero, A. L. Leal Cruz

Resumen


Se desarrolló un método simple y sin semillas para la síntesis de Si3N4 partiendo de un sistema de precursores libre de hidrógeno (Na2SiF6(S)-N2(G)). A partir de cálculos termodinámicos y resultados experimentales se concluye que las especies químicas gaseosas SiFx (SiF4, SiF3, SiF2, SiF AND Si) formadas durante la disociación a baja temperatura del Na2SiF6 en un sistema convencional de CVD reaccionan in situ con el nitrógeno para producir Si3N4. Se obtuvieron fibras, fibras cortas discontinuas, recubrimientos y polvos a través del sistema Na2SiF6(S)-N2 a presiones ligeramente por encima de la presión atmosférica. Con el incremento en la temperatura no solo aumenta la factibilidad de las reacciones para la disociación del Na2SiF6 Y formación del SI3N4, sino también una vez que se han formado las especies SIFX por la primera reacción, la segunda reacción es incluso más factible. El Si3N4 amorfo se obtiene a temperaturas de hasta 1173 K mientras que Si3N4 cristalino α y β se forman en el rango de temperaturas de 1273-1573 K y con tiempos de procesamiento tan cortos como 120 minutos. Se determinaron las condiciones óptimas para maximizar la formación del Si3N4.


Palabras clave


Termodinámica; CVD; Si3N4amorfo; Si3N4α y β; precursores gas-sólido

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