Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет ..., печатный экземпляр отправим ...
Опубликовать статью

Молодой учёный

Композиция Si3N4 — TiN, синтезированная в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3»

Технические науки
19.03.2018
71
Поделиться
Библиографическое описание
Кондратьева, Л. А. Композиция Si3N4 — TiN, синтезированная в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» / Л. А. Кондратьева, В. А. Мироненко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 11 (197). — С. 78-81. — URL: https://moluch.ru/archive/197/48845/.


В данной статье указаны результаты исследования композиции Si3N4 — TiN, синтезированной в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3».

Ключевые слова: нитрид кремния, нитрид титана, рентгенофазовый анализ, кислотно-щелочной баланс.

Для получения нитридной композиции Si3N4 — TiN были выбраны следующие условия: давление азота в реакторе — 4 МПа, плотность исходной шихты — насыпная (δ = 0,34), диаметр образца D = 30 мм. [1].

Результаты по синтезу нитридной композиции Si3N4-TiN в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» в зависимости от содержания в ней гексафторсиликата натрия, представлены в таблице 1 и на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Зависимость температуры и скорости горения от соотношения компонентов в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3»

Из представленных на рисунках 1 и 2 зависимостей мы можем отметить, что с увеличением содержания Na2SiF6 в смеси «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» температура горения в реакторе увеличивается. Про скорость горения и кислотно-щелочной баланс можно утверждать, что они остаются неизменными.

Таблица 1

Содержание х, моль

Температура

горения, °С

Скорость горения, см/с

Кислотно-щелочной

баланс, pH

РФА

1

3

650

1,00

8

TiN, TiSi2, Si

2

6

1000

1,00

8

TiN, TiSi2, Si

3

9

1300

1,00

8

TiN, TiSi2, Si

4

12

1400

1

8

TiN,TiSi2, Si

Результаты исследования зависимости при получении Si3N4-TiN всистеме «хNa2SiF6-NaN3-Na2TiF6»

Рис. 2. Зависимость кислотно-щелочного баланса от соотношения компонентов в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3»

Рентгенофазовый анализ конечного продукта реакции проводили с помощью дифрактометра ARL X'trA-138. Дифрактограммы конечных промытых продуктов синтеза системы «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» с разным соотношением Na2SiF6 в системе представлены на рисунке 3. Результаты рентгенофазового анализа позволяют говорить о том, что в исследуемых образцах присутствуют целевые продукты синтеза: нитрид титана TiN, кремний Si и дисилицид титана TiSi2. [2].

Результаты (рисунок 3) рентгенофазового анализа продуктов горения системы «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3», свидетельствуют о наличии фаз:

– при х = 3 моль: TiN = 33 %, TiSi2 = 30 %, Si = 37 %;

– при х = 9 моль: TiN = 23 %, TiSi2 = 11 %, Si = 66 %.

Следовательно, из этих данных можно утверждать, что с увеличением Na2SiF6 в исходной шихте «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» уменьшается количество TiN и TiS2, а количество Si увеличивается.

а)

б)

Рис. 3. Дифрактограммы конечных промытых продуктов синтеза системы «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» с разным соотношением компонентов: а) х= 3 моль; б) х = 9 моль

Нитрид кремния в конечном продукте отсутствует, так как температуры горения не достаточны для образования нитрида кремния.

Исследование размера и морфологии порошков нитридных композиций проводилось с помощью растрового электронного микроскопа JSM-6390A фирмы «Jeol». [3].

Рис. 4. Морфология частиц конечного продукта, синтезированного в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3»: а) х = 3 моль; б) х = 9 моль

Морфология частиц конечного продукта при различном увеличении представлена на рисунке 4.

Из рисунков 4а и 4б можем сделать следующие выводы: форма частиц конечного продукта, синтезированного в системе «xNa2TiF6-yNa2SiF6-zNaN3» при х = 3 моль имеет сферическую форму. Средний размер сферических частиц составляет 123,5 нм; форма при x=9 моль имеет также сферическую форму. Средний размер частиц которых составляет 244,9 нм.

Литература:

1. Самсонов Г. В. Нитриды. — Наукова думка, 1969. — С. 133–158. — 380 с.

2. Боровинская И. П. СВС-керамика. Синтез, технология, применение. Инженер, технолог, рабочий, 2002, № 6(18), с.28–35.

3. Словарь-справочник по новой керамике / Шведков Е. Л., Ковенский И. И., Денисенко Э. Т., Зырин А. В.; Ответственный редактор Трефилов В. И.— Киев: Наукова думка, 1991. — 280 с.

Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
нитрид кремния
нитрид титана
рентгенофазовый анализ
кислотно-щелочной баланс
Молодой учёный №11 (197) март 2018 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 78-81):
Часть 1 (стр. 1-111)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 78-81стр. 111

Молодой учёный