氮化硅发热体的发热过程

由于微波有较强的穿透能力，它能深入到样品内部，首先使氮化硅发热体温度迅速升高达到着火点并引发燃烧合成。烧结波沿径向从里向外传播，这就能使整个样品几乎是均匀地被加热，最终完成烧结反应。微波点火引燃在样品中产生的温度梯度(dT/dt)传统点火方式小得多。换句话说，微波烧结过程中烧结波的传播要比传统加热方式均匀得多。将金属利用微波辐射加热到1300-2000℃高温烧结成陶瓷。 实验表明，当样品的压紧密度高时，传统加热方式引发的燃烧波的传播速率大大减小，甚至因"自熄"而不能自然。但是，若采用微波辐照，由于温度的升高是反应物质本身吸收(或扩散)微波能量的结果，只要微波源不断地给予能量，样品温度将很快达到着火温度(T1)。反应一旦引发，放出的热量又促使样品温度进一步升高达到燃烧温度(T2)，样品吸收微波辐射的能力也同时增加，这就保证了反应能够保持在一个足够高的温度(T3>T1)下进行，直到反应完全。通过硅亚胺的热分解可以直接制得很纯的α-Si3N4粉末;反应速度、也比较快，至今已开始应用于生产非晶氮化硅薄膜。如果作为合成氮化硅微晶的方法，此路径相对比较长，且需要低温条件。日本UBE公司早在1992年就建成了年产300 t的生产线，这是当时世界上规模最大的氮化硅生产线。谢毅等创造性地将其发展为SiCl4与NaNH2、NH4Cl在苯溶剂中的反应，生成了纯的β-Si3N4纳米棒，此反应的温度可以达到很低(450 ℃)。