آماده ساری نیترید سیلیکون پیوند شده با واکنش (RBSN) از طریق ریخته گری ژل سیلیکونی تجاری و بررسی تاثیر pH پیش مخلوط و ترکیبات کمک تف جوشی بر تشکیل نیترید سیلیکون و بدنه تخلخل

هدف از مطالعه حاضر ساخت سرامیک متخلخل Si3N4 از طریق ریخته گری ژل پودر Si و روش RBSN بود. اثرات pH محلول ژل و مقدار مواد کمک پخت مورد بررسی قرار گرفت. آکریل آمید و متیلن بیس اکریل آمید به عنوان محلول مونومر (نسبت 15 AM: 1 MBAM) استفاده شد. پودرهای Al2O3، Y2O3، و SiO2 (به عنوان کمک تف جوشی) و Si (به عنوان پودر اصلی) برای به دست آوردن دوغاب با بار جامد 60wt٪ اضافه شدند. عملیات حرارتی و فرآیند نیتریداسیون تا دمای 1350 درجه سانتیگراد و در اتمسفر N2 به مدت 22 ساعت انجام شد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که فاز نهایی در تمامی نمونه ها فلزی Si و β-Si3N4 همراه با درصدهایی از کریستوبالیت بود. تجزیه و تحلیل اثرات pH بر روی فاز نهایی نمونه های ساخته شده از پودر Si (خالص و بدون مواد کمک پخت) نشان داد که تهیه محلول ژل در محیط اسیدی (pH: 2~3) در مقایسه با محیط قلیایی (pH: 11~12) منجر به افزایش شدت پیک β-Si3N4 و کاهش شدت پیک فاز Si فلزی شد و دوغاب تهیه شده در محیط اسیدی به طور موثرتری با اتمسفر N2 واکنش نشان داد. با توجه به تاثیر مواد کمک پخت بر تشکیل فاز نهایی، یافته ها حاکی از آن است که افزایش مقدار SiO2 و کاهش Al2O3 و Y2O3 منجر به تشکیل بیشتر β-Si3N4 (از 66٪ به 80٪) و کاهش در فلز Si (از 18٪ تا 7٪) شد. علاوه بر این، افزایش مقدار مواد کمک پخت و تشکیل فاز مایع بیشتر, فرآیند تشکیل β-Si3N4 را تسهیل کرد.