सिलिकॉन नाइट्राइड तैयार करने की प्रक्रिया.

सिलिकॉन नाइट्राइड के उत्पादन की विधि का सामग्री के क्रिस्टलीय चरण, शुद्धता और कॉम्पैक्टनेस पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर, विभिन्न तैयारी विधियां विभिन्न गुणों के साथ सिलिकॉन नाइट्राइड सामग्री का उत्पादन कर सकती हैं।

A. प्रत्यक्ष नाइट्राइडिंग विधि
कार्यप्रणाली सिंहावलोकन

डायरेक्ट नाइट्राइडिंग - एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें सिलिकॉन वाष्प और नाइट्रोजन उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया करके सिलिकॉन नाइट्राइड बनाते हैं, आमतौर पर 1400 डिग्री से 1500 डिग्री के तापमान पर, मिश्रित चरण सामग्री {{3}Si₃N₄ और -Si₃N₄ का उत्पादन करते हैं।

प्रक्रिया नियंत्रण और लागू परिदृश्य

प्रत्यक्ष नाइट्राइडिंग विधि बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है, लेकिन उत्पाद की एकरूपता और सघनता सुनिश्चित करने के लिए इसमें तापमान, नाइट्रोजन शुद्धता और प्रवाह दर जैसे मापदंडों के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है। यह विधि थोक सिलिकॉन नाइट्राइड सामग्री के उत्पादन के लिए उपयुक्त है, जिसका व्यापक रूप से औद्योगिक संरचनात्मक सिरेमिक के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

बी. वाष्प जमाव (सीवीडी)
सिद्धांत

रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) - एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें सिलेन (SiH₄) और अमोनिया (NH₃) सिलिकॉन नाइट्राइड की पतली फिल्म बनाने के लिए उच्च तापमान पर प्रतिक्रिया करते हैं। प्रतिक्रिया गैस के अनुपात और प्रवाह दर को नियंत्रित करके, समान मोटाई और उच्च शुद्धता वाली सिलिकॉन नाइट्राइड फिल्में प्राप्त की जा सकती हैं।

फायदे और नुकसान:

सीवीडी द्वारा उत्पादित सिलिकॉन नाइट्राइड पतली फिल्मों में उच्च शुद्धता और उच्च कॉम्पैक्टनेस होती है, लेकिन इस विधि के उपकरण जटिल और महंगे हैं, और यह अर्धचालक और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पतली फिल्मों के निर्माण के लिए उपयुक्त है।

सी. उच्च दबाव नाइट्राइडिंग
संचालन सिद्धांत और उपकरण आवश्यकताएँ

उच्च दबाव नाइट्राइडिंग विधि उच्च तापमान और उच्च दबाव पर नाइट्राइडिंग प्रतिक्रिया आयोजित करके सिलिकॉन नाइट्राइड के घनत्व और ताकत में सुधार करती है। उच्च दबाव वाला वातावरण सिलिकॉन और नाइट्रोजन की प्रतिक्रिया को बढ़ावा देता है, जिससे प्रतिक्रिया समय कम हो जाता है।

यह विधि उच्च-घनत्व इंजीनियरिंग सिरेमिक के उत्पादन के लिए उपयुक्त है और इसका उपयोग अक्सर उच्च शक्ति आवश्यकताओं के साथ सिलिकॉन नाइट्राइड सामग्री की तैयारी में किया जाता है, जैसे उच्च-प्रदर्शन बीयरिंग और काटने के उपकरण, लेकिन उपकरण की आवश्यकताएं अधिक हैं, तैयारी लागत अधिक है, और यह उच्च-मूल्य वर्धित उत्पादों के उत्पादन के लिए उपयुक्त है।

डी. स्व-प्रसार उच्च तापमान संश्लेषण (एसएचएस)
कार्यप्रणाली सिंहावलोकन

स्व-प्रसार उच्च तापमान संश्लेषण (एसएचएस) सिलिकॉन नाइट्राइड पाउडर का उत्पादन करने के लिए एक सहज नाइट्राइडिंग प्रतिक्रिया को बढ़ावा देने के लिए इग्निशन द्वारा उच्च तापमान उत्पन्न करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं की स्व-प्रसार विशेषताओं का उपयोग करता है।

प्रक्रिया विशेषताएँ

एसएचएस विधि में उच्च प्रतिक्रिया गति और कम ऊर्जा खपत होती है, लेकिन प्रतिक्रिया की स्थिरता और एकरूपता को नियंत्रित करना मुश्किल होता है। यह विधि पाउडर सामग्री के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है और इसका उपयोग मुख्य रूप से सामग्री भरने और पाउडर परमाणुकरण जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।