硅废料自蔓延合成氮化硅/碳化硅材料的研究

发布时间：2024-05-18 17:46

　　近年来,我国光伏产业产能巨大,因此亟需寻求环保经济的方法处理硅废料的方法。废料中的液体成分聚乙二醇已经可以很好地回收,但固体成分如碳化硅、硅碎屑众多科研工作者仍在尝试采用各种不同手段回收利用。本文尝试利用自蔓延高温合成方法,对硅废料进行加工,生产复相Si3N4/SiC产品,做了以下一些工作：1.利用硅废料,商用硅粉为主要起始原料,合成Si3N4/SiC复合材料。研究了不同硅粉添加量、氮气压力、添加剂等对反应的影响。发现硅粉添加量、氮气压力、添加剂等都会对反应产生明显影响。2.由于氮化硅晶须的生成是决定材料性能的重要因素。为此进一步研究氮化硅晶须的生长机理,研究氧化物作为促进剂,不同细度的硅粉为起始原料时晶须的生长情况。发现过细硅粉不适合用来制备氮化硅晶须产品。3.晶须生长模型建立。对复杂条件下的硅粉燃烧过程进行了总结、分析和计算。结合实验现象,对高压氮气下硅粉的反应过程、晶须生长过程进行了分析,建立了能够解释实验结果的晶须生长模型。

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 硅废料处理研究进展
        1.1.1 碳化硅的回收
        1.1.2 硅的提纯
        1.1.3 硅废料作为原料
    1.2 陶瓷材料增韧技术的研究进展
        1.2.1 陶瓷材料增韧技术简介
        1.2.2 颗粒增韧
        1.2.3 晶须增韧
        1.2.4 相变增韧
        1.2.5 复合增韧
    1.3 自蔓延合成技术研究进展
        1.3.1 自蔓延技术简介
        1.3.2 自蔓延合成氮化物
        1.3.3 自蔓延合成块体材料
    1.4 问题的提出和主要研究内容
第二章 实验方法
    2.1 主要原料和试剂
    2.2 实验方法
        2.2.1 设备简介
        2.2.2 反应流程
    2.3 检测方法
第三章 以硅废料为原料合成碳化硅/氮化硅复合粉体
    3.1 废硅料的成分分析
    3.2 硅粉用量对产物的影响
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 产物成分分析
        3.2.3 产物形貌分析
    3.3 氮气压力的影响
        3.3.1 样品制备
        3.3.2 产物成分分析
        3.3.3 产物形貌分析
    3.4 氧化铝的影响
        3.4.1 氧化铝含量的影响
        3.4.2 氮气压力的影响
    3.5 氧化钇的影响
    3.6 本章小结
第四章 合成氮化硅晶须的研究
    4.1 200目硅粉为原料
        4.1.1 不同氧化钇含量的影响
        4.1.2 不同氮气压力的影响
    4.2 300目硅粉为原料
        4.2.1 不同含量的影响
        4.2.2 不同氮气压力的影响
    4.3 本章小结
第五章 自蔓延合成氮化硅晶须燃烧过程分析及模型建立
    5.1 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3977142