1.氮化硅陶瓷介绍

　　氮化硅(Si3N4)是共价键化合物，有α-Si3N4和β-Si3N4两种晶型。α-Si3N4为针状晶体，β-Si3N4为粒状晶体，均属于六方晶系。高纯Si在1200~1300℃氮化可得到白色或类白色的α-Si3N4，而β-Si3N4在1450℃左右氮化可得到。

　　2.氮化硅陶瓷的制造工艺

　　Si3N4很难烧结，所以很难像氧化物陶瓷那样实现致密烧结。Si3N4陶瓷的烧结方法大致可分为两类:氮化反应烧结法和添加添加剂的致密烧结法。后一种烧结方法需要优质的粉末原料，因此对Si3N4粉末的性能要求更高。

　　(Si3N4粉末的制备。

　　①硅的直接氮化

　　将一定细度和纯度的硅粉放入炉中，通氮气加热。硅粉一般含有Fe、SiO2、Ca等杂质，这些杂质的总量应小于2%。Si粉氮化得到的Si3N4粉末一般是α-Si3N4和β-Si3N4的混合物。高纯硅粉在1200~1300℃氮化可获得高含量的α-Si3N4，而在1450℃氮化可获得高含量的β-Si3N4。

　　硅粉氮化是放热反应，氮化时要控制好加热制度。否则，放热可能导致温度超过所需渗氮温度，增加β-Si3N4相。此外，如果温度超过硅的熔点(1400℃)，硅粉会熔化成团，阻碍连续渗氮。因此，氮气的纯度、Si粉的细度和氮化温度都是影响Si3N4粉末质量的重要因素。这种硅粉直接氮化法，产品呈块状且较粗，使用前必须重新粉化。在加工过程中，容易混入杂质，影响产品的高温性能。

　　②二氧化硅还原氮化法

　　二氧化硅(石英粉)和碳(碳)是很廉价的高纯度原料。生产的Si3N4粉末纯度高，颗粒细小，吸热反应，氮化速度比Si粉快。

　　反应复杂，产物中除Si3N4外，还含有Si2N2O和未反应的SiO2的混合物，因此必须控制反应温度，避免SiC的形成。由于气相反应，容易生成纤维状物质，因此需要采取措施控制粉体的形貌。