氮化硅陶瓷膜的制备与应用研究文献综述

 2021-12-26 04:12

全文总字数:2944字

文献综述

文献综述1.引言氮化硅陶瓷由于具有一系列优异的力学性能、热学性能和化学稳定性,在能源环保、机械化工、航天航空及切削加工等现代科技和工业领域受到了越来越多的关注[14]。

其抗弯强度和断裂韧性分别能达到1000MPa和7MPa m1/2以上,且自身硬度高,具有良好的耐磨损性能;氮化硅的导热性好,热导率高,且具有良好的抗热震性;同时化学稳定性高,抗腐蚀性能良好。

自Swann和Sterling 报导[1]氮化硅薄膜适于硅集成电路钝化以来, 氮化硅薄膜不仅在光电领域的应用日益广泛, 而且在材料表面改性领域也有着广阔的应用前景。

近年来,人们开创性地将贝塔氮化硅(β-Si3N4)以及其固溶体贝塔赛龙(β-SiAlON)等氮化物陶瓷中空纤维膜以及平板膜应用到膜蒸馏中[5,6],并取得了很好的效果。

与氧化物陶瓷相比,它们的高强度的棒状晶体交织的三维网络结构,在形成均一的多孔结构的同时,具有比同孔隙率条件下的氧化物陶瓷大很多的强度。

2.Si3N4的制备目前主流的氮化硅制备方法包括:物理气相沉积、硅氮化、化学气相沉积等。

2.1物理气相沉积(PVD) 法物理气相沉积法主要包括离子束增强沉积(IBED)法和磁控反应溅射法。

离子束增强沉积(IBED)法是在同一真空系统中以电子束蒸发或离子束溅射薄膜材料(Si靶) 的同时, 用一定能量的离子束( N 和N2 )进行轰击, 在常温下合成薄膜的方法。

此法具有以下优点[7]:(1) 沉积过程在高真空中进行, 氧化程度低;(2) 在界面区存在混合层, 使得膜与基体的结合强度明显提高;(3) 薄膜组分分别来自不同的组分源, 可以对其化学组成进行单独调控, 易于沉积不同类型的薄膜;(4) 沉积温度低。

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