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Crystallization of Amorphous SiCN Ceramic Annealed in Vacuum真空气氛下非晶硅碳氮(SiCN)陶瓷的高温晶化行为
,,,,,,夏熠,,,,,
Keywords: ,,,microstructure非晶SiCN陶瓷,,,
以六甲基二硅氮烷为单一前驱体，采用电热裂解化学气相沉积技术制备了SiCN陶瓷. 借助X射线衍射仪、透射电子显微镜研究了真空环境中非晶SiCN陶瓷在℃范围内的晶化行为，并根据研究结果，运用分解-结晶机理解释了其晶化过程. 非晶SiCN陶瓷在低于1300℃开始发生分解，形成富Si-C区域，并最终发生β-SiC结晶. 其结晶度随热处理温度的升高而愈加明显.在1700℃处理时发生β-SiC→α-SiC相变. 分解形成的N-难以与Si-结合形成富Si-N区域，最终以N2形式溢出，在整个热处理温度范围没有出现氮气下热处理时存在的Si3N4结晶.
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＞＞＞氮化硅是一种高温结构陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳..
氮化硅是一种高温结构陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300℃反应获得。（1）根据其性质，试推测氮化硅陶瓷的用途有下列的__________（填序号）； A.制有色玻璃 &&&B.作刀具&&&C.制造陶瓷发动机（2）写出氮化硅的化学式&_______________；（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不跟其它无机酸反应。试推断该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式&____________；& （4）用SiCl4和N2在H2气氛中加强热使其发生反应，可制取较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为____________。
题型：填空题难度：中档来源：期末题
（1）BC&&（2）Si3N4&（3）Si3N4&+&12HF&=&3SiF4↑+&4NH3&↑&&&或&Si3N4&+&16HF&=&3SiF4↑&+&4NH4F（4）3SiCl4+2N2+6H2&Si3N4+12HCl
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据魔方格专家权威分析，试题“氮化硅是一种高温结构陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳..”主要考查你对&&新型材料（新型陶瓷、单晶硅等）&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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新型材料（新型陶瓷、单晶硅等）
新型无机非金属材料的特性：①能承受高温、强度高②具有光学特性③具有电学特性④具有生物功能 新型陶瓷:
①碳化硅陶瓷：将二氧化硅与碳在电炉中加热至1900℃以上可制得碳化硅：碳化硅陶瓷具有像金刚石一样的内部结构，晶体属于原子晶体。碳化硅陶瓷硬度高，可耐2000℃的高温，有较高的高温强度，化学性质稳定，耐腐蚀性强。碳化硅陶瓷可用于制造高温耐蚀部件、研磨盘、密封环、防弹板，用作研磨介质、航天器的涂层材料等。 ②氮化硅陶瓷：将高纯硅与纯氮气加热至1300℃ 可制得氮化硅：氮化硅陶瓷是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损：除氢氟酸外，不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强，高温时也能抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅陶瓷可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件以及发动机受热面等。 ③氧化铝陶瓷：氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高，可用作高级耐火材料，如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝陶瓷硬度高的优点，可以制造在实验室中使用的刚玉球磨机，用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料，使用先进工艺，还可使氧化铝陶瓷变得透明，可制作高压钠灯的灯管。 现代信息基础材料——单晶硅:
硅是目前半导体工业最重要的基础材料，其导电特性对杂质等十分敏感，因此必须首先制备高纯度的硅，然后精确控制掺杂元素的量和种类，并使它们均匀分布于材料之中。粗硅制取：高纯硅制取：新型无机非金属材料的品种：
（1）氧化铝陶瓷(人造刚玉) 特性：①高熔点 ②高硬度 ③可制成透明陶瓷用途：高级耐火材料，刚玉球磨机，高压钠灯的灯管等（2）氮化硅陶瓷& 特性：①高硬度，耐磨损 ②抗腐蚀。高温时抗氧化 ③抗冷热冲击 ④耐高温且不易传热 ⑤本身具有润滑性用途：制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，用于制造发动机部件的受热面等
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386147326358379962350312346686324423& “氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构...”习题详情
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氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。I．工业上有多种方法来制备氮氦化硅，常见的方法有：方法一&直接氦化法：在℃时，高纯粉状硅与纯氦气化合，其反应方程式为&方法二&化学气相沉积法：在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氦气、氢气反应生成氦化硅和HCl，与方法一相比，用此法制得的氦化硅纯度较高，其原因是　&。方法三& Si（NH&2）4热分解法：先用四氯化硅与氨气反应生成Si（NH&2）4和一种气体　&（填分子式）；然后使Si（NH2）4受热分解，分解后的另一种产物的分子式为　&。II．（1）氨化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氨化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，此盐中存在的化学键类型有　&。（2）已知：25℃，101kPa条件下的热化学方程式： 3Si（s）+2N2（g）==Si3N4（s）&&△H=—750.2kJ/mol Si（s）+2Cl2（g）==SiCl4（g）&&△H=—609.6kJ/molH2（g）+Cl2（g）==HCl（g） △H=—92.3kJ/mol请写出四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式：　&。III．工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：已知：X，高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z的焰色呈黄色。（1）原料B的主要成分是　&。（2）写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式：　&。（3）上述生产流程中电解A的水溶液时，阳极材料能否用Cu？　&（填“能”或“不能”）。写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式：阳极：　&；阴极：　&。
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：2011-安徽知名省级示范高中高三第一次联合统考（理综）化学部分
分析与解答
习题“氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。I．工业上有多种方法来制备氮氦化硅，常见的方法有：方法一直接氦化法：在℃时，高纯粉状硅与纯氦气化合，其反应方程式为...”的分析与解答如下所示：
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“氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构...”的最新评论
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回答：级别：二级教员 17:12:38来自：问吧专家团
氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可在高温下的氮气流中由石英与焦炭通过以下反应制得：3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2（g） Si3N4(s) + 6CO(g) △H&0
完成下列填空：
（1）某温度下该反应在一容积为2L的密闭容器中进行，2min后达到平衡，刚好有2mol电子发生转移，则2min内反应的速率为：v(CO) =_1/12(单位略）_；该反应的平衡常数表达式为_K=c6(CO)/c2(N2)__ 。
（2）其它条件不变时仅增大压强，则_______C_________ 。
a．K值减小，平衡向逆反应方向移动
b．K值增大，平衡向正反应方向移动
c．K值不变，平衡向逆反应方向移动
d．K值不变，平衡向正反应方向移动
（3）一定条件下能说明上述反应已达平衡的是______Cd________ 。
a．c(N2 ) : c(CO) = 1：3 b．3v(N2 ) = v(CO)
c．固体质量不再改变 d．气体密度不再改变
（4）达到平衡后改变某一条件，反应速率v与时间t的关系
如右图所示。
若不改变N2与CO的量，则图中t4时引起变化的原因可能是___(无图难答）下同______；图中t6时引起变化的原因可能是__________________ 。
由图可知，平衡混合物中CO含量最高的时间段是_____________。
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