[发明专利]一种纯相Si2

说明书

本发明涉及无机材料合成领域，具体是一种纯相Sisubgt;2/subgt;Nsubgt;2/subgt;O粉体的合成方法，所述合成方法包括将硅源、氮源混合发生反应获得硅胺前驱体，随后氧源对硅胺前驱体增氧获得含氧前驱体，含氧前驱体经过热分解晶化获得纯相Sisubgt;2/subgt;Nsubgt;2/subgt;O粉体。本发明提供的合成方法不仅解决了传统工艺难以合成纯相Sisubgt;2/subgt;Nsubgt;2/subgt;O粉体的难题，而且工艺流程简单、合成效率高。

技术领域

本发明涉及无机材料合成制备领域，具体为一种纯相Si₂N₂O粉体的合成方法。

背景技术

Si₂N₂O是一种强度高、抗热震性能好、介电常数小、透波性能好的结构陶瓷和功能陶瓷，在电子信息、航空航天、化工冶金等领域具有重要的应用价值。纯相粉体是制备高性能Si₂N₂O陶瓷器件的基础。自上世纪90年代以来，人们一直致力于开发高效合成纯相Si₂N₂O粉体的方法。经过20多年的发展，目前Si₂N₂O粉体的合成方法主要有以下几种方法。

(1)Si₃N₄粉体与SiO₂粉体混合高温烧制法，反应温度为1600～1800℃。反应方程式为：SiO₂+Si₃N₄＝2Si₂N₂O。固相SiO₂和固相Si₃N₄反应受扩散步骤控制，初始形成的Si₂N₂O包裹在Si₃N₄颗粒表面形成了传质障碍层，阻碍了后续反应的发生，因而粉体中Si₂N₂O相含量较低(约20wt.％)(J.Eur.Ceram.Soc.,18(1998)527-533)。此外，SiO₂温度高于1300℃时会发生明显的软化，造成反应物严重烧结，反应物与产物之间分离难度增加。因此，该方法难以获得纯相的超细Si₂N₂O粉体。

(2)采用微米级SiO₂粉体和C粉在N₂中反应，发生的反应方程式为：4SiO₂+3C+2N₂＝2Si₂N₂O+3CO₂，Si₂N₂O相含量可提升至40wt.％(J.Mater.Chem.,14(2004)2507-2515)。然而SiO₂-C-N₂体系反应非常复杂，存在诸多副反应，除生成Si₂N₂O外，还可以生成Si₃N₄(3SiO₂+6C+2N₂＝6CO+Si₃N₄)和SiC(Si₃N₄+3C＝3SiC+2N₂,SiO₂+3C＝SiC+2CO)。因此，该方法也难以获得纯相的Si₂N₂O粉体。