Obtención de nitruro de silicio mediante síntesis autopropagada a alta temperatura (SHS)

Resumen

En este trabajo se ha realizado el estudio de la síntesis autopropagada a alta temperatura de Nitruro de Silicio a partir de polvo de Silicio metálico y Nitrógeno. Se han considerado las principales variables del proceso, tanto la composición de la mezcla inicial, como la presión de nitrógeno y su influencia en las características físico-químicas de los productos de síntesis. Igualmente se ha realizado el estudio de las variaciones causadas por la cantidad, distribución y porosidad de la mezcla reactiva. Mención especial merece la composición de la mezcla inicial, en la que se han considerado por una parte el efecto de la dilución del Si con Si3N4 y por otra, la adición de sales amónicas. Respecto a las sales amónicas, se han estudiado el efecto de sales inorgánicas (cloruro, fluoruro y carbonato amónico) y sales orgánicas (acetato, oxalato y carbamato amónico). Así mismo se han buscado las condiciones idóneas para la síntesis de nitruro de silicio con el máximo contenido en fase alfa-Si3N4, con el máximo contenido en fase beta-Si3N4 y se ha procedido al crecimiento de fibras de beta-Si3N4. Finalmente, se ha empleado polvo sintetizado y tras la adición de los aditivos de sinterización estándar se ha densificado, comparando su comportamiento con un material sintetizado a partir de nitruro de silico comercial. Como principales técnicas de caracterización se ha utilizado: perfiles de temperatura de la síntesis, difracción de rayos-X, medida de superficie específica mediante adsorción de nitrógeno y microscopía electrónica de barrido.