بررسي تاثير افزودني آهن بر سنتز Si3N4 به روش كربوترمال و نيتريداسيون از پيش سازه MCM-48 و ساكاروز

Investigation of iron effect on synthesis of Si3N4 by using carbothermal reduction and nitridation process from MCM-48/Saccharose precursor

در تحقیق حاضر نقش افزودنی آهن بر سنتز نیترید سیلیسیوم به روش كربوترمال و نیتریداسیون از پیش سازه  سیلیكاتی MCM-48 و عامل كربنی ساكاروز بررسی شد. ابتدا مزوحفره سیلیكاتی سنتز گردید. سپس با استفاده از انحلال MCM-48 و ساكاروز در آب دو بار تقطیر و خشك نمودن رسوبحاصله، مخلوط های دو تایی آماده شد. جهت بررسی نقش آهن، با افزودن آهن در محدوده یك، دو و سه درصد وزنی به مخلوط فوق، سیستم های سه تایی نیز آماده گردید. سپس عملیات نیتریداسیون در دمای 1400 درجه سانتی گراد و تحت اتمسفر نیتروژن انجام شد. خواص فیزیكی و میكروساختاری پیش سازه سیلیكاتی ونمونه های تولید شده به كمك تكنیك های گوناگون مانند الگوی پراش اشعه ایكس، میكروسكوپ الكترونی روبشی، آزمون ایزوترم جذب- واجذب  نیتروژن و میكروسكوپ الكترونی عبوری مشخصه یابی شد.  نتایج نشان می دهد با افزایش درصد وزنی آهن، میزان نیترید سیلیسیومحاصله افزایش می یابد كه بیانگر نقش كاتالیستی این افزودنی می باشد. در واقع افزودنی آهن با تشكیل سیلیسایدهای آهن، مكان های مناسبی را جهت جوانه زنی نیترید سیلیسیوم فرآهم میآورد كه سبب بهبود سینتیك واكنش نیتریداسیون می گردد. تصاویر میكروسكوپ الكترونی روبشی نیز مورفولوژی متخلخل را برای نیترید سیلیسیوم  نشانمی دهد. مطالعات آزمونایزوترم جذب – واجذب نیتروژن نیز نشان می دهد، نمونه های نهایی دارای قطری كوچكتر نسبت به پیش سازه سیلیكاتی است و خصوصیات یك ماده میكرو حفره را دارا می باشد.

-