সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকস (এসআই 3 এন 4) এর দুর্দান্ত বাঁকানো শক্তি, তাপ শক প্রতিরোধের, অ্যাসিড এবং ক্ষারীয় জারা প্রতিরোধ এবং তাপ পরিবাহিতা রয়েছে এবং এটি মহাকাশ, চিকিত্সা ডিভাইস, বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং অন্যান্য ক্ষেত্রগুলির একটি মূল উপাদান। গবেষণা দেখায় যে সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলিতে উচ্চ তাত্ত্বিক তাপীয় পরিবাহিতা রয়েছে, সিলিকন নাইট্রাইড একটি শক্তিশালী কোভ্যালেন্ট বন্ড যৌগ, এবং এর তাপীয় পরিবাহিতাটি জাল তাপীয় কম্পনের দ্বারা প্রভাবিত হয় এবং সিরামিকগুলির তাপীয় পরিবাহিতা প্রভাবিত করে এমন মূল কারণগুলি দ্বিতীয় পর্বের বিষয়বস্তু এবং জাল ত্রুটি, বিশেষত জালির অক্সিজেন ত্রুটি। ছিদ্রযুক্ত এবং গুঁড়ো সিলিকন নাইট্রাইডের জারণ আচরণ গতিশীল অক্সিডেশন বায়ুমণ্ডল, ছিদ্রযুক্ত এবং গুঁড়ো নমুনা সিলিকন নাইট্রাইড অক্সিডাইজডকে আরও গুরুত্ব সহকারে করে তুলবে। সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার অক্সিজেনের দুটি রূপ রয়েছে, একটি হ'ল পৃষ্ঠের উপর সিলিকা অক্সাইড স্তর তৈরি করা এবং অন্যটি হ'ল অক্সিজেনের ত্রুটিগুলি গঠনের জন্য সিলিকন নাইট্রাইড জালিতে প্রবেশ করা। পাউডার প্রস্তুতি প্রক্রিয়াতে, স্ফটিক জালির অভ্যন্তরে এবং পাউডার কণার পৃষ্ঠে অক্সিজেন সংশ্লেষিত হয় প্রায় 1WT%। উচ্চ তাপমাত্রায়, অক্সিজেন জালিতে দ্রবীভূত হয় এবং নাইট্রোজেন পরমাণুগুলিকে প্রতিস্থাপন করে সিলিকন শূন্যপদ তৈরি করে, ফোনন প্রচারের সময় বিক্ষিপ্ত কেন্দ্রগুলি গঠন করে এবং সিলিকন নাইট্রাইডের তাপীয় পরিবাহিতা প্রভাবিত করে। পাউডারটির অক্সিজেন সামগ্রী যত কম হবে, প্রস্তুত সিরামিকগুলির বিস্তৃত বৈশিষ্ট্যগুলি তত ভাল। ওয়াং ইউয়েলং এট আল। 1.21WT% এর প্রাথমিক অক্সিজেন সামগ্রী সহ সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার নির্বাচিত এবং প্রবাহিত বাতাসে 573K-1273K এ বিভিন্ন তাপমাত্রায় এটি অক্সিডাইজড। তাপমাত্রা সহ সিলিকন নাইট্রাইড পাউডারের অক্সিজেন সামগ্রীর বিভিন্নতা
ফলাফলগুলি দেখায় যে সিলিকন নাইট্রাইড পাউডারে ভাল অক্সিডেশন প্রতিরোধের রয়েছে, 1073k এর নীচে পাউডারটির অক্সিজেন সামগ্রী প্রায় কোনও বৃদ্ধি পায় না, পাউডারটির অক্সিজেন সামগ্রীটি ধীরে ধীরে 1073K এবং 1273k এর মধ্যে বৃদ্ধি পায় এবং অক্সিজেনের সামগ্রীটি 1273k এ তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়। 5 ঘন্টা এবং 10 ঘন্টা জন্য 1273K এ ধরে রাখার পরে, সিলিকন নাইট্রাইড পাউডার অক্সিজেন সামগ্রী যথাক্রমে 2.01WT% এবং 3.26WT% এ উন্নীত হয়েছে এবং পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তর বেধ 0.45nm থেকে 1.05nm এবং 2.31nm বৃদ্ধি পেয়েছে। তাত্ত্বিক গণনা এবং এক্সপিএস সনাক্তকরণের মাধ্যমে, সিলিকন নাইট্রাইড পাউডারের জাল অক্সিজেন সামগ্রী প্রায় 0.5WT%।
তিনি ফেংমেই ছিদ্রযুক্ত এসআই 3 এন 4 এর অধ্যয়নের মাধ্যমে খুঁজে পেয়েছিলেন যে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ স্থির বায়ু বায়ুমণ্ডলের অধীনে, ছিদ্রযুক্ত এসআই 3 এন 4 এর জারণ প্রতিক্রিয়া খুব দুর্বল; 800 ℃ এর উপরে, সুস্পষ্ট জারণ প্রতিক্রিয়া দেখা যায়; 1000 ℃ এর উপরে, জারণ প্রতিক্রিয়া তীব্র হয় এবং ওজন বাড়ানোর হার ত্বরান্বিত হয় এবং এটি পছন্দ করে পৃষ্ঠ এবং বাহ্যিক ছিদ্র প্রাচীর এবং তারপরে নমুনার অভ্যন্তরীণ ছিদ্রগুলিতে ঘটে। জারণ প্রতিক্রিয়া ইন্টারফেসে রাসায়নিক গতিবিদ্যা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। তদতিরিক্ত, একই তাপমাত্রায়, গতিশীল জারণ বায়ুমণ্ডল সি 3 এন 4 এর জারণকে ত্বরান্বিত করবে, বিশেষত ছিদ্রযুক্ত এবং গুঁড়ো নমুনার জন্য।
জারণ প্রক্রিয়া
সিলিকন কার্বাইড উপকরণগুলির অনুরূপ, সিলিকন নাইট্রাইডের জারণ প্রক্রিয়াটি অক্সিজেন আংশিক চাপ এবং তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে সক্রিয় জারণ এবং প্যাসিভ জারণ ব্যবস্থায় বিভক্ত। সক্রিয় জারণ সিলিকন নাইট্রাইড এবং অক্সিজেনের প্রতিক্রিয়া বোঝায় সিলিকন মনোক্সাইড এবং নাইট্রোজেন উত্পাদন করতে। প্যাসিভ জারণ প্রক্রিয়াটি হ'ল ট্রানজিশন তাপমাত্রা বিশ্লেষণের ভিত্তি, সুতরাং সিলিকন নাইট্রাইডের প্যাসিভ জারণ প্রক্রিয়া সম্পর্কে পরিষ্কার ধারণা থাকা প্রয়োজন। প্রতিক্রিয়া সূত্রটি নিম্নরূপ:
সক্রিয় জারণ প্রক্রিয়াটির অধীনে সিলিকন নাইট্রাইডের প্রতিক্রিয়া হ'ল মূলত সূত্র (1), এবং প্যাসিভ জারণ ব্যবস্থার অধীনে প্রতিক্রিয়া মূলত সূত্র (2)। কিছু গবেষক পরীক্ষায় খুঁজে পেয়েছিলেন যে একই সাথে প্যাসিভ জারণ ব্যবস্থায় প্রতিক্রিয়া (3) থাকতে পারে। এছাড়াও, প্রতিক্রিয়া সমীকরণ (4) এসআইও 2 এবং এসআই 3 এন 4 এর ইন্টারফেসে ঘটতে পারে।
প্যাসিভ জারণ ব্যবস্থার অধীনে প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া
থার্মোডাইনামিক গণনা দ্বারা, চেন সিয়ুয়ান এট আল। প্রদত্ত তাপমাত্রা এবং চাপে প্যাসিভ জারণ ব্যবস্থায় প্রতিক্রিয়া সূত্রের অনুপাত (3) এর অনুপাত অধ্যয়ন করেছে এবং পরীক্ষাগুলির মাধ্যমে পাওয়া গেছে যে NO থেকে N2 এর অনুপাত খুব ছোট ছিল, তাই এটি সিলিকন এর প্যাসিভ জারণ প্রক্রিয়াটির প্রতিক্রিয়া বিবেচনা করা যেতে পারে নাইট্রাইড কেবল প্রতিক্রিয়া সূত্র (2)। ইন্টারফেসে তাপমাত্রা এবং অক্সিজেনের আংশিক চাপ বৃদ্ধি NO এর চাপ বাড়িয়ে তুলবে, অর্থাৎ, প্রতিক্রিয়া (3) এর সম্ভাবনা বাড়বে।
উচ্চ তাপমাত্রা এবং কম অক্সিজেন আংশিক চাপের পরিবেশে, সিলিকন নাইট্রাইড প্যাসিভ জারণ প্রক্রিয়া থেকে সক্রিয় অক্সিডেশন মেকানিজমে রূপান্তরিত করে, সিআইও এবং এন 2 গঠন করে, অক্সিডাইজিং ফিল্মটি ধ্বংস হয়, বিরোধী-জারণ প্রক্রিয়া ব্যর্থ হয় এবং উপাদানগুলি বিলুপ্ত হতে শুরু করে। সিলিকন নাইট্রাইডের জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বিমোচনের পরে অকার্যকর এবং উপাদানটির তরঙ্গ সংক্রমণ মারাত্মকভাবে প্রভাবিত হয়। অতএব, যে অঞ্চলটি সিলিকন নাইট্রাইড পরিবর্তনের জারণ প্রক্রিয়াটি তার জারণ প্রতিরোধ এবং তরঙ্গ সংক্রমণ অধ্যয়ন করার জন্য খুব গুরুত্বপূর্ণ।
একই তাপমাত্রায়, যখন অক্সিজেনের ঘনত্ব হ্রাস পায়, তখন সিলিকন নাইট্রাইডের জারণ প্রক্রিয়া সক্রিয় জারণে পরিবর্তিত হয়। যখন অক্সিজেন আংশিক চাপ ধ্রুবক হয় এবং পৃষ্ঠের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, তখন জারণ প্রক্রিয়া প্যাসিভ জারণ থেকে সক্রিয় জারণে পরিবর্তিত হয়।
বিভিন্ন অক্সিজেনের আংশিক চাপের অধীনে সিলিকন নাইট্রাইডের রূপান্তর তাপমাত্রা বক্ররেখা চেন এট আল দ্বারা প্রাপ্ত হয়েছিল। বক্ররেখা জারণ অঞ্চলটিকে প্যাসিভ জারণ অঞ্চল এবং সক্রিয় জারণ অঞ্চলে বিভক্ত করে।
বিভিন্ন অক্সিজেন আংশিক চাপে সিলিকন নাইট্রাইডের স্থানান্তর তাপমাত্রা
পেরোরেশন
সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলিতে উচ্চ তাত্ত্বিক তাপীয় পরিবাহিতা উচ্চ থাকে এবং দ্বিতীয় পর্বের সামগ্রী এবং জালির ত্রুটিগুলি, বিশেষত জালির অক্সিজেন ত্রুটিগুলি সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের তাপ পরিবাহিতাটির উপর দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে। অতএব, পাউডার জারণ প্রতিরোধের, সিলিকন নাইট্রাইডে অক্সিজেনের রূপ এবং এর জারণ প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করা খুব গুরুত্বপূর্ণ।
(ইন্টারনেট থেকে উপাদান, অনুপ্রবেশ)
