Influencia de los reactivos y de las condiciones experimentales en la síntesis carbotérmica de nitruro de silicio

Abstract

Las cerámicas basadas en el Si 3 N 4 poseen unas extraordinarias propiedades físicas y mecánicas que permiten su uso como material estructural avanzado en ingeniería. Se ha utilizado la técnica de ATVC (Análisis Térmico a Velocidad de Reacción Controlada) para preparar dicho compuesto por reducción carbotérmica de sílice en atmósfera de nitrógeno y estudiar la influencia de la naturaleza de los reactivos en el producto de la reacción. Los resultados obtenidos muestran que la elección de reactivos de elevadas superficies específicas no es garantía para obtener nitruro de silicio con una morfología homogénea y de pequeño tamaño de partícula siendo recomendable el empleo de reactivos que a la temperatura de reacción posean superficies específicas lo más parecidas posibles.Palabras claves: reducción carbotérmica, nitruro de silicio, análisis térmico. Influence of the starting materials and the experimental conditions on the carbothermal synthesis of silicon nitrideCeramics based on silicon nitride have unusual physical and mechanical properties that make them materials of technological importance for their use as structural material. Silicon nitride has been prepared by carbothermal reduction of silica under nitrogen atmosphere using the control rate thermal analysis (CRTA). The employ of this method allows to study the influence of the microstructure of the starting materials on the final product avoiding the influence of others experimental conditions. The results show that products of highest homogeneity and smallest particle sizes will be achieved when starting materials of similar Key words: Carbothermal reduction, silicon nitride, thermal analysis. IntroduccIónA partir de la mitad del siglo XX las investigaciones sobre el nitruro de silicio cobran un inusitado auge como consecuencia del creciente interés de las cerámicas basadas en este compuesto. Este interés se debe a sus extraordinarias propiedades físicas y mecánicas que permiten su utilización en ingeniería para la fabricación de piezas de maquinarias y de herramientas de cortes de aceros duros a velocidades elevadas (1-3).Las características químicas y físicas del polvo de nitruro de silicio son muy importantes para su posterior comportamiento durante la densificación. Los criterios más importantes empleados para determinar la calidad del polvo de nitruro de silicio son su pureza, cristalinidad, forma de las partículas, distribución del tamaño de partícula, grado de aglomeración y la razón de fases α/β, así como propiedades más tecnológicas tales como la facilidad para la compactación y actividad en la sinterización (4).Los métodos de síntesis más empleados para la obtención del polvo de nitruro de silicio son: la amonolisis de un compuesto de silicio reactivo en fase líquida o gaseosa, la reducción carbotérmica de la sílice en presencia de nitrógeno o amoniaco y la nitruración del polvo de silicio (5-19). De los métodos mencionados, la síntesis carbotérmica de Si 3 N 4 presenta la ventaja de que el material de partida es barato y de fácil disponibilidad...

Evolución del impacto del Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…Si se pregunta a los encuestados por el tipo de trabajos que les ha resultado más interesante de los publicados en los últimos dos años se observa que los trabajos más apreciados han sido los de revisión (4-10), trabajos generales sobre el sector cerámico (2-4, 11), conformado de materiales cerámicos y diagramas de fase (12)(13)(14), métodos de caracterización y propiedades de materiales cerámicos estructurales (15)(16)(17)(18)(19)(20)(21), materiales electrocerámicos (22)(23)(24)(25)(26), materias primas y materiales o procesos de interés para la industria de pavimentos y revestimientos cerámicos (38), estudios de arqueometría y patrimonio histórico (39-42) y materiales relacionados con el medio ambiente (43-44) y vidrios (45). De entre todos ellos destaca el trabajo de revisión de P. N. de Aza y col. (4), que ha sido considerado en 19% de las encuestas.…”

Análisis de la distribución temática en el Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…La mayoría de estos se centra en el ámbito de los materiales cerámicos avanzados en los que se abordan métodos de obtención (51-53), influencia de las composiciones en las propiedades (54)(55)(56)(57), su comportamiento en condiciones extremas (58-61) y un importante número de trabajos en recubrimientos y membranas (62)(63)(64)(65)(66)(67)(68)(69)(70)(71). En los aspectos de procesado y conformado se presenta un reducido número de trabajos que abordan procesos de tratamiento láser para texturación (72) o corte (73).…”