تاثیر فشار گاز بر نیتریده شدن بدنه‌ های سیلیسیم

وجود ویژگی های مهمی نظیر استحکام مناسب، ثابت دی الکتریک پایین، تانژانت تلفات کم و مقاومت در برابر سایش و شوک حرارتی در نیتریدسیلیسیم (si3n4) باعث شده تا این سرامیک، یکی از معدود سرامیک های مناسب برای کاربرد در محافظ آنتن ها باشد. با توجه به دشواری سینتر کردن پودر si3n4، در این پژوهش ساخت این ماده به روش نیتریده کردن پودر سیلیسیم فشرده شده به روش پرس و بدون استفاده از افزودنی ها بررسی شد؛ زیرا تاثیر افزودنی ها بر افت خواص اثبات شده است. در این راستا، پودر سیلیسیم به همراه 0، 0.5، 0.7 و 1 درصد وزنی اکسیدآهن به روش پرس، شکل دهی و در فشار گاز نیتروژن 200، 400، و 600 میلی بار تحت دمای 1420 درجه سلسیوس به مدت 2 ساعت نیتریده شد. چگالی، تخلخل، ترکیب فاز و ریزساختار نمونه ها بررسی شد. نتایج آنالیزها نشان داد که حداقل فشار بهینه برای نیتریده کردن 600 میلی بار و بهینه درصد اکسیدآهن، 0.5 درصد وزنی می باشد.

the effect of gas pressure on the nitridation of silicon bodies

the important features of silicon nitride (si3n4) such as proper strength, low dielectric constant, low loss tangent and high wear and thermal shock resistance have made this ceramic as one of the few suitable ceramics for use in antenna protection. due to the difficulties in the sintering of si3n4 samples, in this research, the fabrication of this body was investigated by nitridating a pressed silicon powder without using any additive; because the effect of additives on the loss of properties has been proven. in this regard, silicon powder along with 0, 0.5, 0.7, and 1 wt.% of iron oxide were pressed, and nitridated at the temperature of 1420 degree celsius for 2 hours under the different nitrogen gas pressures of 200, 400, and 600 millibars. the density, porosity, phase composition, and microstructure of the samples were evaluated. results showed that the minimum pressure for nitridation is 600 millibars and the optimal percentage of iron oxide is 0.5 wt.%.