Những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp hợp kim ferro silicon nitride FeSi3N4?

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình tổng hợpferrosilicon nitrit?

Ferrosilicon nitride thực sự thu được thông qua quá trình xử lý thấm nitơ. Thành phần chính của ferrosilicon là silicon và sắt. Nhiều người có hiểu biết nhất định về ferrosilicon nitride, nhưng họ hiểu chức năng và phạm vi ứng dụng của ferrosilicon nitride. Tuy nhiên, để giúp nhiều người dùng hiểu rõ hơn về silicon, những thông tin cơ bản về silicon được giới thiệu ngắn gọn.

Silicon có đặc tính phi kim loại đặc biệt rõ ràng và hòa tan trong hydroxit kim loại để tạo ra axit clohydric silicon và nitơ. Các electron nằm bên ngoài hạt nhân và mức năng lượng dao động từ thấp đến cao trong các nguyên tử silicon, từ trong ra ngoài và được bao quanh từng lớp, gọi là cấu trúc vỏ electron. Có hai electron bên ngoài lõi nguyên tử silicon và tám electron ở lớp thứ hai để đạt được trạng thái ổn định. Có bốn loại electron ở lớp vỏ ngoài, được gọi là electron hóa trị, đóng vai trò hàng đầu trong tính dẫn điện của các nguyên tử silicon.

Ferrosilicon nitride thường được làm từ hợp kim silicon hoặc silicon nguyên tố và được tổng hợp ở nhiệt độ cao bằng công nghệ thấm nitơ. Hai điểm sau đây là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả tổng hợp. Hàm lượng nitơ và mối quan hệ giữa hàm lượng nitơ trong sản phẩm và nhiệt độ phản ứng. (d50) là 13,41μm. Hàm lượng nitơ tăng dần khi nhiệt độ tăng. Đường kính trung bình tăng khi nhiệt độ tăng (d50), lần lượt là 8,023μm và 5,229μm. Sự thay đổi hàm lượng nitơ không rõ ràng và không đều. Hàm lượng nitơ trong sản phẩm của mẫu FS5h ở mỗi phần nhiệt độ cao hơn đáng kể so với hàm lượng nitơ trong sản phẩm của mẫu FS10h và FS15h.

Điều này cho thấy phản ứng giữa ferrosilicon và nitơ giải phóng một lượng nhiệt lớn và Fe đóng vai trò là chất xúc tác. Ferrosilicon càng mỏng thì độ xốp của mẫu càng nhỏ, diện tích bề mặt riêng càng lớn thì phản ứng càng nhanh và phản ứng càng mãnh liệt. Tuy nhiên, quá trình thiêu kết giữa các hạt ferrosilicon càng nghiêm trọng thì càng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán của nitơ và hiệu ứng thấm nitơ càng tệ. Mẫu hạt thô nhỏ hơn diện tích bề mặt và phản ứng thấm nitơ ổn định hơn. Khi nhiệt độ tăng lên, quá trình thấm nitơ trở nên hoàn thiện hơn.

Ferro silicon nitride là vật liệu hợp kim sắt có thành phần chủ yếu là Si3N4, kèm theo sắt tự do, nitride phi silicon và một số ít thành phần khác.

Ferrosilicon nitride thương mại dùng làm vật liệu chịu lửa là bột màu trắng nhạt hoặc nâu, trong khi ferrosilicon nitride dùng để sản xuất thép có dạng hạt màu trắng nhạt.

Ferrosilicon nitride dạng hạt chủ yếu được sử dụng trong thép định hướng silicon hoặc các loại thép khác (chẳng hạn như thép cây HRB400) sử dụng nitrit để cải thiện độ bền.