Combustion synthesis of Si3N4 powder

Lee, Wei Chang; Chung, Shyan-Lung

doi:10.1557/jmr.1997.0117

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“…En todos los casos los compactos resultantes han tenido un aspecto externo similar observandose un considerable esponjamiento debido fundamentalmente a la descomposición de las sales amónicas. Un ejemplo de las fases encontradas se muestra en el difractograma de la figura 1 donde se pueden apreciar las posiciones de los picos característicos de éstas, pudiéndose apreciar la aparición de otras fases, como carburo de silicio (SiC) y oxinitruros de silicio (Si 2 ON 2 ) si se compara con las fases de los productos obtenidos utilizando NH 4 Cl úni-camente, además de Si y Si 3 N 4 [9] . La formación de estos compuestos se debe a la descomposición de las sales orgánicas con el .…”

Section: Utilización De Sales Amónicasunclassified

“…Otra diferencia considerable de los productos ha sido la morfología del Si 3 N 4 obtenidos. Mientras que con adiciones de NH 4 Cl [9] se obtienen productos con morfología diversa pero formadas en general por fibras bien definidas, con estas nuevas sales las morfologías son poco uniformes y en ocasiones parecen fuertemente deformadas (figura 2).…”

Section: Utilización De Sales Amónicasunclassified

“…En concreto en este trabajo se ha tratado en primer lugar, la posibilidad de sustituir las adiciones de NH 4 Cl y/o NH 4 F por otras sales menos agresivas y comparar los productos resultantes con aquellos obtenidos con el empleo de las sales amónicas normalmente utilizadas.…”

Section: Introductionunclassified

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Obtención de Si3N4 mediante SHS

Cano¹,

Rodrı́guez²

2003

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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En el presente trabajo se presentan los resultados obtenidos en el estudio de las reacciones de Síntesis Autopropagada a Alta Temperatura (Self-propagating High-temperature Synthesis, SHS) de Nitruro de Silicio. La síntesis autopropagada a alta temperatura consiste básicamente en la generación de reacciones altamente exotérmicas capaces de automantenerse. Se puede considerar como principal ventaja del método el ahorro energético que supone. La síntesis se realiza sobre una mezcla inicial de silicio metálico sobre la cual se realizan adiciones de diluyente y otros aditivos (sales amónicas) que afectan al desarrollo de la reacción. Se ha estudiado la influencia que en este sistema pueden tener las proporciones de las distintas incorporaciones en la mezcla, tanto en el material resultante como en las condiciones de reacción. Igualmente se ha estudiado la posibilidad de utilización de nuevos aditivos que puedan minimizar el impacto medio ambiental. Se presentan los estudios microestructurales del material obtenido, la identificación cristalográfica de las fases presentes así como los comportamientos de los parámetros que definen la propia reacción. Con la información obtenida se propone el mecanismo predominante de la síntesis del Nitruro de Silicio mediante SHS. Palabras clave: Síntesis, Nitruro de Silicio, SHS Synthesis of Si 3 N 4In the present paper results obtained during synthesis of Silicon Nitride by Self-propagating High-temperature Synthesis (SHS) are shown. Self-propagating High-temperature Synthesis is based on the high enthalpy of certain reactions able to be self-sustained. One of the most important advantages of the method is its very low energy consumption. The synthesis is carried out with a mixture of silicon powder with some additions of diluents and other synthesis aids (ammonium salts). The influence of the mixture composition on reaction parameters and characteristics of the obtained products has been studied. The use of new synthesis aids has been also studied in order to decrease the environmental impact of the process. Microstructural study, XRD and reaction parameters are shown. Finally a mechanism of Silicon Nitride synthesis is proposed.Key words: Synthesis, Silicon Nitride, SHS INTRODUCCIÓNLa síntesis autopropagada a alta temperatura (conocida como SHS) [1 , 2] consiste básicamente en la generación de reacciones altamente exotérmicas capaces de propagarse a traves de la mezcla inicial, tranformandola en los compuestos deseados, sin aporte externo de energía. Se puede considerar como principal ventaja del método el ahorro energético que supone, principalmente si se compara con los métodos utilizados convencionalmente.Como es bien conocido la síntesis de nitruro de silicio (Si 3 N 4 ) se puede realizar por distintas vías, una de las cuales es a través de la reacción de silicio metálico en atmósfera de nitrógeno la cual bajo las condiciones adecuadas, es una reacción autopropagada [3 , 4] . La primera restricción que se ha observado en esta reacción SHS es debida a que la tempera...

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Section: Utilización De Sales Amónicasunclassified

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Obtención de Si3N4 mediante SHS

Cano¹,

Rodrı́guez²

2003

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…It has been proven to be an efficient technique for the synthesis of a variety of materials such as nitrides [9,10], hydrides [11], oxides [12,13], and many intermetallics [14][15][16][17]. The CS of β-SiAlON powders is usually performed in a high-pressure N 2 atmosphere under a pressure ranging from 2 to several tens of MPa [18][19][20][21].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fabrication of dense β-SiAlON by a combination of combustion synthesis (CS) and spark plasma sintering (SPS)

Yi¹,

Watanabe²,

Akiyama³

2010

Intermetallics

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“…Combustion synthesis (CS), known as self-propagating high-temperature synthesis (SHS), has been proven to be a cost-effective and energy-saving technology for the synthesis of a variety of materials such as nitrides [5], hydrides [6], and oxides [7]. For combustion synthesis of β-SiAlON, the presence of the un-reacted Si was attributed to the melting and subsequent conglomeration caused by the extremely high reaction temperature and the high reaction rate of the combustion synthesis.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mechanical-activated, combustion synthesis of β-SiAlON

Akiyama

2010

Journal of Alloys and Compounds

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In this paper, β-Si 6-z Al z O z N 8-z (z = 1) powder was synthesized via combustion synthesis (CS) assisted with mechanical activation by a high energy planetary ball milling under various nitrogen pressures (0.7, 1.0, 1.5, and 2.5 MPa). The effect of ball milling time and nitrogen pressure on the reaction rate and microstructure of CSed products were investigated using XRD and SEM. The effect on the nitrogen pressure required for CS of β-SiAlON was also examined. The results show that prolonged milling time was effective for enhancing the reactivity of raw materials and also for promoting the conversion rate of β-SiAlON. The mechanical activation also minimized nitrogen pressure required for the CS of β-SiAlON, which the reaction can self-propagate at only 0.7 MPa in nitrogen pressure. Significantly, the rod-like crystals agglomerated together with increasing ball milling time, and became longer and thicker with increasing nitrogen pressure.

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Combustion synthesis of Si₃N₄ powder

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Obtención de Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> mediante SHS

Obtención de Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> mediante SHS

Fabrication of dense β-SiAlON by a combination of combustion synthesis (CS) and spark plasma sintering (SPS)

Mechanical-activated, combustion synthesis of β-SiAlON

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