Самораспространяющийся высокотемпературный синтез нитридов кремния, алюминия и композиционных порошков на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат технических наук Закоржевский, Владимир Вячеславович

• Закоржевский, Владимир Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Закоржевский, Владимир Вячеславович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Традиционные способы производства и область применения нитрида алюминия.

1.2. Синтез нитрида алюминия методом СВС.

1.3. Традиционные способы производства и область применения альфа модификации нитрида кремния и композиционных порошков на его основе.

1.4. Синтез нитрида кремния методом СВС.

1.5. Физико-химические свойства нитрида алюминия.

1.6. Физико-химические свойства нитрида кремния.

1.7. Модели фильтрационного горения.

1.8. Постановка задачи диссертационной работы.

ГЛАВА 2. Методика эксперимента.

2.1. Характеристика оборудования.

2.2. Характеристика сырья.

2.3. Синтез.

2.4. Методики исследования продуктов синтеза.

ГЛАВА 3. Закономерности синтеза нитрида алюминия.

3.1. Выбор вариантов синтеза.

3.2. Синтез нитрида алюминия с разбавителем без добавок солей.

3.2.1. Влияние состава шихты на параметры синтеза.

3.2.2. Закономерности изменения химического состава.

3.2.3. Влияние плотности шихты на параметры синтеза.

3.2.4. Влияние условий синтеза на морфологию частиц нитрида алюминия.

3.3. Синтез нитрида алюминия с использованием газифицирующихся добавок.

3.3.1. Выбор газифицирующихся добавок.

3.3.2. Основные закономерности синтеза A1N с участием хлористого аммония.

3.3.3. Основные закономерности синтеза A1N с участием фтористого аммония.

3.3.4. Основные закономерности синтеза A1N с комплексным участием хлористого и фтористого аммония.

3.3.5. Экспериментальное изучение самораспространяющегося высокотемпературного синтеза композиционного порошка на основе нитрида алюминия.

3.3.6. Свойства материалов полученных из порошка СВС нитрида алюминия.

ГЛАВА 4. Закономерности синтеза а модификации нитрида кремния с участием газифицирующихся добавок.

4.1. Обоснование выбора состава шихты.

4.2. Влияние пористости шихты на параметры синтеза.

4.3. Влияние давления азота на параметры синтеза.

4.4. Закономерности фазообразования Si3N

4.5. Влияние примеси кислорода на формирование фазового состава СВС- нитрида кремния.

4.6. Влияние дисперсности исходного порошка кремния на параметры синтеза.

4.7. Особенности горения кремния в азоте в присутствии газифицирующихся добавок.

4.8. Влияние условий синтеза на морфологию частиц нитрида кремния.

4.9. Влияние параметров синтеза на химический состав нитрида кремния.

4.10. Закономерности синтеза композиционных соединений на основе a-Si3N4 в режиме горения.

Результаты и выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Самораспространяющийся высокотемпературный синтез нитридов кремния, алюминия и композиционных порошков на их основе»

Керамические материалы получаемые из порошков нитридов кремния и алюминия благодаря своим уникальным свойствам (высокотемпературная прочность, твердость, коррозионная стойкость в растворах кислот и щелочей, к расплавам металлов и солей, низкий коэффициент теплового расширения и высокая теплопроводность) нашли широкое применение в таких отраслях промышленности как электроника, цветная и черная металлургия, авиация, изготовление элементов спецтехники. Традиционно они производятся печным способом, который является очень энергоемким и имеет длительный технологический цикл. Возросшие требования к керамике из нитридов алюминия и кремния, ужесточили требования к качеству исходных порошков, что в свою очередь потребовало развития сущест-Ф вующих методов и разработки новых способов производства. Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) неорганических соединений открытый в 1967году А.Г. Мержановым, И.ГТ. Боровин-ской и В.М. Шкиро, является перспективным направлением в разработке технологии производства керамических порошков. По сравнению с печ-^ ным способом, метод СВС экономически более выгоден за счет высокой производительности, гибкости производства и простоте технологического цикла.

Метод СВС позволяет проводить синтез в широком диапазоне температур и давлений. Для развития технологии получения порошков нитридов алюминия и кремния высокого качества важное значение имеет более ^ подробное изучение влияния условий синтеза, добавок солей, на химический состав, структуре и фазообразование. С целью расширения области применения порошков нитридов кремния и алюминия важным является изучение возможности управления микроструктурой и фазовым составом, влияние примесей на эти параметры. Актуальным является так же разработка и синтез композиционных порошков на основе нитридов кремния и алюминия (a-Si3N4-SiC, a-Si3N4-Y203, a-Si3N4-MgO, AJN-Y2O3). Метод

СВС позволяет осуществить синтез этих соединений в одну стадию, что позволило бы удешевить производство керамики.

Целью работы является:

1. экспериментальное исследование основных закономерностей синтеза нитридов алюминия и кремния с участием газифицирующихся добавок

NH4CI, NH4F) в режиме горения с использованием навески шихты массой 4-6кг;

2. экспериментальное исследование закономерностей синтеза композиционных соединений на основе нитридов алюминия и кремния (AIN-Y2O3, a-SisN4-SiC, a-Si3N4-Y203, cc-Si3N4-MgO,) в режиме горения;

3. изучение влияния основных технологических параметров СВС и гази

А фицирующихся добавок на химический, фазовый и морфологический состав нитридов алюминия и кремния и композиционных соединений на их основе;

4. разработка составов порошковых композиций на основе нитрида кремния и нитрида алюминия;

5. определение оптимальных условий синтеза и получение порошкового сырья для спекания передовой керамики на основе нитридов кремния и алюминия.

Диссертация состоит из четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы.

В первой главе рассказано об основных физических и химических Л свойствах нитридов алюминия и кремния, которые определяют область применения этих материалов. Сделан анализ свойств композиционных соединений на основе нитрида кремния, показаны их преимущества по сравнению с обычной керамикой. Рассмотрены традиционные способы производства порошков нитридов алюминия, кремния и композиций на их основе. Проведен обзор работ по СВС нитридов алюминия и кремния, отмечены основные преимущества метода СВС, в сравнении с печным спосо-• бом производства. На примере нитрида алюминия показано, что масштабный фактор (масса шихты) оказывает большое влияние на тепловой режим синтеза и конечные свойства продукта синтеза. В седьмом разделе рассмотрены теоретические модели фильтрационного горения в системе «газ-твердое». В последнем разделе приводится постановка задачи диссертационной работы, в которой обосновывается необходимость и практическая ценность изучения закономерностей синтеза нитридов алюминия и кремния в реакторе большого объема с навесками шихты весом более 4кг.

Во второй главе приведена характеристика основного оборудования и сырья использованного при проведении исследований, методика проведения экспериментов, измерения параметров горения, методики определе-Ф ния химического, фазового, гранулометрического и морфологического состава продуктов синтеза.

Третья глава посвящена закономерностям синтеза нитрида алюминия в режиме горения. Рассмотрено четыре варианта синтеза нитрида алюминия: синтез A1N без добавок, с добавкой хлористого или фтористого аммо-^ ния и комплексным использованием газифицирующихся добавок.

Показано, что при проведении синтеза без добавок, горение шихты может сопровождаться плавлением продукта синтеза и даже его частичной диссоциации. Отмечена важная роль начального давления азота и относительной плотности шихты для организации послойного режима горения. Так при содержании алюминия в шихте более 40%масс. давление азота и Ф плотность шихты носят критическии характер, для полного сгорания шихты необходимо давление более 7МПа. Однако при снижении доли алюминия в шихте до 20-25%масс., когда потребление азота резко снижается, роль давления и плотности шихты в организации послойного режима горения несущественна. Так, было определено, что горение шихты протекает в кинетическом режиме даже при давлении 0,5МПа, и относительной плотности шихты 43%. Именно при организации таких условий синтеза • был получен нитрид алюминия с размером частиц менее 1мкм.

При изучении роли хлористого аммония в синтезе нитрида алюминия было определено, что эта добавка оказывает большое влияние на размер и форму частиц нитрида алюминия. Но это влияние проявляется при определенных условиях, когда содержание хлористого аммония в шихте составляет 10%масс. и более, а температура горения не более 1900К, образующиеся частицы нитрида алюминия имеют игольчатую форму диаметром 0,5мкм и длиной до 20мкм и могут формироваться в виде отдельных частиц или образовывать плотноупакованные конгломераты, в зависимости от дисперсности используемого порошка алюминия.

Добавка фтористого аммония также влияет на механизм структуро-ф образования, но в отличие от хлористого аммония способствует формированию частиц нитрида алюминия сферической формы. Так же было определено, что использование добавки NH*F позволяет синтезировать нитрид алюминия с низким содержанием кислорода (0,15-0,2%масс.) в широком диапазоне температур. ^ Четвертый раздел посвящен определению оптимальных параметров синтеза нитрида алюминия с точки зрения наилучшего качества продукта синтеза при комплексном использовании газифицирующихся добавок.

В четвертой главе подробно рассмотрены закономерности синтеза альфа модификации нитрида кремния при горении шихты с использованием газифицирующихся добавок. Показана необходимость введения в со* став шихты инертного разбавителя с целью увеличения пористости шихты.

Рассмотрены особенности горения кремния в азоте в присутствии газифицирующихся добавок. Исследовано влияние температуры синтеза и примеси кислорода на формирование фазового и химического состава нитрида кремния. Показано принципиальное значение влияния масштабного фактора (масса шихты, высота слоя шихты, пористость шихты) на возможность синтеза нитрида кремния с содержанием альфа фазы более 90%. В последнем разделе приведены результаты исследований по синтезу композиционных соединений на основе альфа модификации нитрида кремния в режиме горения. Показано, что природа добавки (MgO, Y2O3, углерод) значительно влияет на фазо и структурообразование. Обнаружена роль углерода как стабилизатора альфа фазы нитрида кремния, которая проявляется только при синтезе с участием газифицирующихся добавок.

Основные результаты диссертации опубликованы в 12 работах, в том числе 4 патентах и докладывались на:

- Четвертый международный симпозиум по СВС, Толедо, Испания, 6-10 октября 1997г.

- Пятый международный симпозиум по СВС, Москва, Россия, 16-19 августа 1999г.

- Шестой международный симпозиум по СВС, Хайфа, Израиль, 17-21 Февраля 2002г.

- Седьмой международный симпозиум по СВС, Краков, Польша, 6-9 июля 2003г.

- Международная конференция «Передовая керамика - третьему тысячелетию» Киев, Украина, 5-9ноября 2001г.

- Всероссийская конференция «Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии неорганических материалов», Москва 24-27 июня, 2002г.

- Вторая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследование, применение, получение» Кацивели, Крым, Украина, 16-20 сентября 2002г.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Закоржевский, Владимир Вячеславович

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Усовершенствована опытно-промышленная технология получения методом СВС порошков нитрида алюминия и альфа модификации нитрида кремния.

2. Экспериментально исследованы основные закономерности синтеза нитрида алюминия, в режиме горения:

- определены исходные параметры реакционной системы (давление азота, содержание горючего компонента и газифицирующихся добавок, плотность шихты, дисперсность компонентов шихты) позволяющие синтезировать нитрид алюминия с высокими характеристиками по фазовому и химическому составу с заданным размером и формой частиц;

- изучено влияние газифицирующихся добавок на механизм структуро-образования и химический состав A1N. Показано, что при использовании добавки nh4ci образуются частицы с игольчатой структурой, при использовании добавки nh4f формируются частицы нитрида алюминия сферической формы. Обнаружено, что использование добавки nh4f, позволяет синтезировать нитрид алюминия с низким содержанием кислорода в широком диапазоне температур;

- показано, что при комплексном использовании солевых добавок, чистота нитрида алюминия по кислороду определяется количеством и соотношением nh4ci и nh4f и имеет оптимальные параметры, которые были определены;

3. Получены опытные партии порошков нитрида алюминия не уступающие по своим характеристикам зарубежным аналогам. Максимально достигнутый уровень теплопроводности керамики из СВС нитрида алюминия составил 220Вт/мК. Композиционные порошки на основе A1N показали лучшую спекаемость, чем при использовании обычной смеси порошков нитрида алюминия с оксидом иттрия.

4. Экспериментально исследованы закономерности синтеза а модификации нитрида кремния с участием газифицирующихся добавок (nh4ci, nh4f):

- изучено влияние параметров шихты на возможность синтеза и фазовый состав продукта синтеза. Показано, что масштабный фактор, (высота слоя, масса и плотность шихты) оказывает критическое влияние на возможность синтеза нитрида кремния с высоким (>95%масс.) содержанием альфа фазы в режиме горения;

- изучено влияние основных параметров синтеза на химический, фазовый и морфологический состав нитрида кремния. Показано, что существует три основных режима горения, которые определяют соответственно фазовый и морфологический состав продуктов синтеза.

- показано, что при синтезе нитрида кремния с газифицирующимися добавками дисперсность порошка кремния является одним из определяющих факторов для синтеза а-фазы нитрида кремния;

- впервые определена зависимость фазового состава нитрида кремния от температуры горения шихты;

- впервые изучено влияние примеси кислорода на фазообразование при СВС нитрида кремния, определено, что с уменьшением примеси кислорода выход альфа фазы возрастает, а температурный диапазон синтеза альфа фазы нитрида кремния расширяется;

5. По результатам исследований получены опытные партии порошков нитрида кремния с содержанием альфа фазы более 95%масс. которые не уступают по своим характеристикам порошкам нитрида кремния получаемым печным способом.

6. При экспериментальном исследовании закономерностей синтеза композиционных порошков a-Si3N4-SiC, a-Si3N4-MgO, a-Sij^^Cb:

- впервые обнаружено, что при синтезе композиции a-Si3N4-SiC альфа фаза нитрида кремния дополнительно формируется через стадию образования карбида кремния;

- впервые определена роль углерода как стабилизатора альфа фазы при СВС нитрида кремния;

- определено, что добавка углерода при синтезе a-Si3N4 влияет на механизм структурообразования, обеспечивая формирование частиц нитрида кремния равноосной формы;

- по результатам исследований были получены композиционные порошки на основе альфа модификации нитрида кремния со средним диаметром частиц 300-400нм с равноосной формой частиц;

- изучено влияние оксидов на закономерности фазообразования, химический и морфологический состав продуктов синтеза. Показано, что воздействие оксидов на фазовый а->(3 переход начинается при температурах более низких, чем температуры плавления соответствующих эвтек-тик.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Закоржевский, Владимир Вячеславович, 2004 год

1. G.A. Slack, R.A. Tanzilli, R.O. Pohl, and J.W. Vander-Sande, J. Phys. Chem. Solids, V. 48. P. 641-647. 1987.

2. P.S. Baranda, A.K. Knudsen, E. Rah. Effect of Silica on the Thermal Conductivity of Aluminum Nitride. J. Am. Ceram. Soc. V.76. № 7. P. 17611771. 1993.

3. N.Kuramoto, H. Taniguchi, Y. Numata, I. Aso, Yogyo-Kyokai-Shi, V.93. P. 41-46. 1985.

4. Koji Watari and all. Influence of Powder characteristics on Sintering Process and Thermal Conductivity of Aluminum Nitride Ceramics. J. Cer. Soc. Jap., V.103. №9. P. 891-900 1995.

5. Koji Watari, Mitsuru Kawamoto, Kozo Ishizaki. Sintering Chemical Reactions to Increase Thermal Conductivity of Aluminum Nitride. J. Mat. Sc. V.26. P.4727-4732. 1991.

6. Kaori Sakuma, Akira Okada, and Hiroshi Kawamoto. Effect of Cation Impurities on Thermal Conductivity of Yttria-Dopped Aluminum Nitride. J. Mater. Syn.and Proc. V. 6. №5. P. 315-321. 1998.

7. K. Komeya and H. Inoue. J. Mater. Sci. №4. P. 1045-1050. 1969.

8. Hotta N. Kimura I. Tsukuno A. Saitto N. And Matsuo S. Synthesis of AIN by the Nitridation of the Floating A1 Particles in N2 Gas. Yogyo Kyokaishi. 1987. V. 95. № 2. P. 274.

9. Lokesh Chandra Pathak, Ajoy Kumar Ray, Samar Das, C.S. Sivaramakrishnan, and P.Ramachandrarao. Carbothermal Synthesis of Aluminum Nitride Powders. J. Am. Ceram. Soc. V. 82. № 1. p. 257-260. 1999.

10. Alan W. Weiner, Gene A. Cochran, Glenn A. Eisman, John P. Henley, Bruce D. Hook, and Lynne K. Mills. Rapid Process for Manufacturing Aluminum Nitride Powder. J. Am. Ceram. Soc. V. 77. № 1. P. 3-18. 1994.

11. А.Г. Мержанов, B.M. Шкиро, И.П. Боровинская. СССР пат. №255221, (СССР) 1971.

12. В.К. Прокудина, Т.В. Шестакова, И.П. Боровинская, Н.Г. Кузнецова, Н.А. Грачева, Э.Е. Неделько. Получение нитрида алюминия марки СВС и высокоплотной керамики на его основе. Проблемы технологического горения. Черноголовка. Т. 2. С. 5-8. 1981.

13. Jason Shin, Do-Hwan Ahn, Mee-Shik Shin, and Yong-Seog Kim. Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Aluminum Nitride under Lower Nitrogen Pressures. J.Am. Ceram. Soc., V.83 №5 P. 1021-1028. 2000.

14. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, H.C. Махонин, Л.П. Савенкова, В.В. Закоржевский, Способ получения нитрида металла, патент РФ №2061653, от 10 июня 1996.

15. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, В.В. Закоржевский, Л.П. Савенкова, Т.И. Игнатьева, Способ получения нитрида алюминия, патент РФ №2091300 от 27 июня 1997.

16. Kyung-Jae Lee, Do-Hwan and Yong-Seong Kim. Aluminum Nitride Whisker Formation during Combustion Synthesis. J. Am. Ceram. Soc., V.83 №51. P.l 117-1121. 2000.

17. Steven M. Bradshaw and John L. Spicer. Combustion Synthesis of Aluminum Nitride Particles and Whiskers. J. Am. Ceram. Soc., V.82. №9. P.2293-2300. 1999.

18. B.T. Косолапов, В.В. Шмельков, А.Ф. Левашов, А.Г. Мержанов. Способ получения нитридов тугоплавких элементов. А.с. №658084 СССР 1978.

19. US patent №5,710,382, Jan. 20, 1998.

20. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, В.К. Прокудина, Т.В. Шестакова. Способ получения порошка нитрида алюминия. А.с. №1104789 СССР от 22.03.1984г.

21. US Patent №5846508. Dec. 8,1998.

22. B.T. Косолапое, B.B. Шмельков, А.Ф. Левашов, Ю.М. Марков. Способ получения нитридов или карбонитридов элементов А.с. №805591 СССР 1979.

23. В.Т. Косолапое, А.Ф. Левашов, Г.В. Бичуров, Ю.М. Марков.Синтез тугоплавких нитридов в режиме горения с применением твердых азотирующих реагентов. Тугоплавкие нитриды. Киев. Наукова думка. С.27-30. 1983.

24. Ke-Xin Chen, Jiang-Tao Li, Yuaan-Luo Xia, and Chang-Chun Ge. Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS) and Microstructure of Aluminum Nitride. International Journal of SHS. V. 6. № 4. P. 411-417. 1997.

25. B.B. Закоржевский, И.П. Боровинская, H.B. Сачкова. Синтез нитрида алюминия в режиме горения смеси A1+A1N. Неорганические материалы. Т.38. №11. С.1340-1350. 2002.

26. G. Heinrich, Н. Kruner. Silicon Nitride Materials or Engine Applications. DKG V.72. №4. P.167-175. 1995.

27. Koji Watari and Subhash L. Shinde High Thermal Conductivity Materials. MRS Bulletin. №6. P.440-441. 2001.

28. И.Ю. Келина, Н.И. Ершова, В.А. Дробинская, Л.А. Плясункова. Горячепрессованные материалы на основе нитрида кремния. Наука производству. Т.22. № 9. С.17-22. 1999.

29. И.Ю. Келина, В.А. Дробинская, Л.А. Плясункова, Микроструктура и свойства композиционных керамических материалов на основе Si3N4. Огнеупоры и техническая керамика. №1. С.23-26. 1998.

30. Kobayashi Shigeki, Kandori Toshio, Wada Shigetaka. Microstructure of Si3N4 Composites Reinforced with SiC Whiskers. J. Ceram. Soc. Jap. V.94. №8. P.903-905.1986.

31. Young-Hang Koh, Hae-Won Kim, and Hyoun-Ee Kim. Microstructural evolution and mechanical properties of Si3N4-SiC (nanoparticle)-Si3N4(whisker) composites. J. Mater. Res., V.15. №2. 364-368. 2000.

32. Hisayuki Imamura, Kiyoshi Hirao at all. Further Improvement in Mechanical Propertlies of Highly Anisotropic Silicon Nitride Ceramics. J. Amer. Ceram. Soc., V.83. №3. P.495-500. 2000.

33. C. Greskovich, S. Prochazka, and J.H. Rosolovski. The Sintering Behaviour of Covalently Bonded Materials. Nitrogen Ceramics, NATO ASI Series E: Applied Science. №23. Edited by F.L. Rilay. Noordhoff, Leyden. The Nitherlands. P.351-356. 1977.

34. L. Stuijts. Some Practical and Basic Aspects in Sintering Nitrogen Ceramics. Nitrogen Ceramics, NATO ASI Series E: Applied Science. №23. Edited by F.L. Rilay. Noordhoff, Leyden. The Nitherlands. P.331-350. 1977.

35. D.W. Richerson. Effect of Impurities on the High-Temperature Properties of Hot-Pressed Silicon Nitride. Am. Ceram. Soc. Bull. V.52. P.560-569. 1972.

36. J. Iskoe, F.F. Lange, G. Diaz. Effect of Selected Impurities on the High-Temperature Mechanical Properties of Hot-Pressed Silicon Nitride. J. Mater. Sci. № 11. P.908-912. 1976.

37. V. Paavarajarm, S. Kimura. Catalytic Effects of Metals on Direct Nitridation of Silicon. J. Am. Seram. Soc. V.84. №8. P.1669-1674. 2001.

38. Nitrogen Ceramics. Edited by F. Riley. Leyden: Noordnoff. P. 141. 1977. 694p.

39. Dong-Dak Lee, Suk- Joong L. Kang, Gunter Petzov, and Duk N. Yoon. J. Am. Ceram. Soc., V.73. №3. P.767-769. 1990.

40. D.R. Messier, P. Wong, A.E. Ingram. Effect of Oxygen Impurities on the Nitridation of High-Purity Silicon. J. Am. Ceram. Soc. V.56. №3. P.171-172. 1973.

41. Atkinson, A.J. Moulson, E.W. Roberts. Nitridation of High Purity Silicon. J. Am. Ceram. Soc. V.59. №3. P.285-289. 1976.

42. S.C. Zhang, W.R. Cannon. Preparation of Silicon Nitride from Silica. J. Am.

43. Ceram. Soc. V.67.№10. P.691-695. 1984.

44. M.V. Vlasova, T.S. Bartnitskaya, L.L. Sukhikh, L.A. Krushinskaya, T.V. Tomila, S.Yu. Artyuch. Mechanism of Si3N4 Nucleation during Carbothermal Reduction of Silica. J. Mater. Sci. V.30. P. 5263-5271. 1995.

45. M. Ekelund, B. Forslund, J. Zheng. Control of Particle Size in Si3N4 Powders Prepared by High-Pressure Carbothermal Nitridation. J. Mater. Sci. V.21. №21. P.5749 . 1996.

46. A.W. Weimer, G.A. Eisman, D.V. Susnitzky, D.R. Bimean, J.W. McCoy. Mechanism and Kinetics of the Carbothermal Nitridation Synthesis of a-Silicon Nitride.

47. Schulz, H. Hausner. Plasma Synthesis of Silicon Nitride Powders. 1. RF-Plasma System for the Synthesis of Ceramic Powders. Ceram. Int. V.17. P.177. 1992.

48. J. Soucy, J.W. Jurewicz, M.I. Boulos. Parametric Study of the Plasma Synthesis of Ultra-Fine Silicon Nitride Powders. J. Mater. Sci. V.39. №8. P.2008. 1995.

49. T. Yamada, T. Kawahito, T. Iwai. Crystallization of amorphous Si3N4 Prepared by the Thermal decomposition of Si(NH)2. J. Mater. Sci. Lett. V.2. №6. P.275-278. 1983.

50. T. Yamada. Preparation and Evaluation of Sinterable Silicon Nitride Powder by Imide Decomposition Method. Am. Ceram. Soc. Bull., V.72 №5. P. 99106. 1993.

51. T. Yamada, Y. Kohtoku. Industrialization of the Production of Highly Pure Silicon Nitride Powder by Imide Decomposition Method. Jpn. Chem. Ind. Assn. Mon. V.42. №12. P.8-13. 1989.

52. G. Pezotti, M. Sakai. Effect of Silicon Carbide Nano-Dispersion on the Mechanical Properties of Silicon Nitride. J. Am. Seram. Soc. V.77. №11. P.3039-3041. 1994.

53. G. Sasaki, H. Nakase, K. Suganuma, T. Fujita, K. Niihara. Mechanical Properties and Microstructure of Si3N4 Matrix Compozite with Nano-Meter

54. Scale SiC Particles. J. Seram. Soc. Jpn. V.100. №4. P.536-540. 1992.

55. T. Hirao, A. Nakahiro, K. Niihara. Effects of SiC Particles on a-p Phase Transformation and Mechanical Properties of SiaNj/SiC Compozites. J. Jpn. Soc. Powder Metall. V.41. №10. P.1243-1248. 1994.

56. Wewen, Jr, F.E. Boron and silicon carbide / carbon fibers, Fiber Reinforcements for Composite Materials (ed. A.R. Bunsell), Elsever, New York, P. 371-425.

57. Lilov S.K. Study of the evaporation mechanism of silicon carbide crystal growth from vapor phase. Cryst. Res. Tech. V.29. №4. P. 513-516. 1994.

58. Kida Т., Motohiro S., Yamamoto F. Process for preparing silicon carbide whiskers. US Patent №4690811. 1987.

59. Тапака M., Kawabe T. Method of manufacturing crystalline silicon nitride and method of separation thereof. US Patent. №4525335. 1985.

60. J.Y. Choi, C.H. Kim, D.K. Kim. Carbothermic Synthesis of Monodispersed Spherical SiaN^SiC Nanocomposite Powder. J. Am. Seram. Soc. V.82. №10. P.2665-2671. 1999.

61. M. Herrman, C. Schber, A. Bendtel, H. Hubner. Silicon Nitride/Silicon Carbide Nanocomposite Materials: I, Fabrication and Mechanical Properties at Room Temperature. J. Am. Seram. Soc. V.81. №5. P.1095-1108.1998.

62. J. Tian, J. Li, L. Dong. Synthesis of Silicon Nitride/Silicon Carbide Nanocomposite Powders through Partial Reduction of Silicon Nitride by Pyrolyzed Carbon. J. Am. Seram. Soc. V.82. №9. P.2548-2550. 1999.

63. V.V. Zakorzhevsky I.P. Borovinskaya. Some Regularities of a-Si3N4 Synthesis in a Commercial SHS Reactor. Int. J. SHS.V.9. №2. P.171-191 2000.

64. K. Hirao, Y. Miyamoto, and M. Koizumi. Combustion Reaction Characteristics in the Nitridation of Silicon. Adv. Ceram. Mater., V.2. №4. P.780-785. 1986.

65. Chang-Chun Ge, Jiang-Tao Li, and Yuan-Luo Xia, "On the Mechanism of Self-Propagating High-Temperature Synthesis (SHS) of Si3N4,"Int. J. SHS. V.5 №2. P.107-116. 1996.

66. А.С. Мукасьян, В.М. Мартыненко, А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, М.Ю. Блинов, "О механизмах и закономерностях горения кремния в азоте", ФГВ, Т.4. №5. С.43-49. 1986.

67. А.С. Мукасьян, Б.В.Степанов, Ю.А.Гальченко, И.П. Боровинская. Омеханизме структурообразования нитрида кремния при горении кремния в азоте. ФГВ. №1. С.45-52. 1990.

68. А.С.Мукасьян, А.Г.Мержанов, И.П.Боровинская и др. Омеханизме структурообразования нитрида кремния в режиме горения. Препринт, Черноголовка, С.1-16.

69. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, JI.C. Попов, Н.С. Махонин, JI.B. Кустова. Способ получения нитрида кремния. Патент РФ №1696385 1988г.

70. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, В.М. Мартыненко. Способ получения нитрида кремния. А.с. №1533215 1983г .

71. A.G. Merzhanov, LP. Borovinskaya, L.S. Popov, N.S. Makhonin, and L.V. Kustova. Method of Preparing Silicon Nitride With a High Alpha-Phase Content. Patent US №5032370.

72. A.P. Amosov, G.V. Bichurov, N.F. Bolshova, V.M. Erin, A.G. Makarenko, and Yu.M. Markov. Azides as reagents in SHS processes. Int. J. SHS. V.l. №2. P.239-245. 1992.

73. B.T. Косолапое и др. Способ получения карбонитридов. А.с. №738242 СССР. 1978.

74. В.Т. Косолапое, А.Ф. Левашов, Ю.М. Марков, А.М Пыжов, А.С. Косяков. Пиротехнический состав для синтеза карбонитридов тугоплавкихэлементов. А.с. №864818 СССР. 1980.

75. R. Pampuch. Processing of Particulate SHS Products to Sinterable Powders. Int. J. SHS. V6. №6 P. 187-202. 1997.

76. D.Kata, J. Lis, R. Pampuch, L. Stobierski. Preparation of Fine Powders in the Si-C-N System Using SHS Method. Jnt. J. SHS. V.7. № P.475-485. 1998.

77. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, B.M. H.C. Махонин, JI.C. Попов. Способ получения p-карбида кремния. Патент РФ №1706963. 14.07.1993.

78. Yamada О., Hirao К., Koizumi М., Miyamoto Y. Combustion Synthesis of Silicon Carbide in Nitrogen Atmosphere. J. Am. Ceram.Soc. V.72 №9. P.1735-1738. 1989.

79. Г.В. Бичуров. Разработка СВС-процесса получения порошка нитрида кремния и композиционного материала нитрид кремния-карбид кремния с применением твердых азотирующих реагентов: Автореферат дисс. Канд. Тех. Наук. Минск: БР НПО ПМ. 20стр. 1989.

80. А.П. Амосов, Г.В. Бичуров, В.М. Ерин, Ю.М. Марков, А.Г. Макаренко. Азидные технологии СВС. В СВС: теория и практика. Ред. А.Е. Сычев. Черноголовка. "Территория" 2001. 432стр.

81. Г.В. Самсонов и др. «Получение и методы анализа нитридов», Киев., Наук, думка, 1978г, с145.

82. Slack G.A. Tanzilli R.A. Pohl R.O. and Vandersande J.W. The Intrinsic Thermal Conductivity of A1N. J. Phys. Chem. Solids. V. 48. № 7. P. 641-647. 1987.

83. Arne К Knudsen. Aluminum Nitride. Am. Ceram. Soc. Bui. V. 74. № 6. P. 97101. 1995.

84. T. Sakai. Et. all. Effects of the Oxygen Impurity on the Sintering on the Thermal Conductivity of A1N Polycrystal. Yogyo-Kyokai-Shi. V.86. №4. P.174-1179. 1978.

85. H. Buhr, G. Muller, H. Wiggers, F. Aldinger, A. Roosen. Phase Composition, Oxygen Content, and Thermal Conductivity of A1N(Y203) Ceramics. J. Am. Seram. Soc. V.74.№4. P.718-723. 1991.

86. К. Watari, М.С. Valecillos, М.Е. Brito, М. Toriyama, S. Kanzaki. Densification and Thermal Conductivity of A1N Doped with Y2O3, CaO, and Li20. J. Am. Seram. Soc. V.79. №12. P.3103-3108. 1996.

87. G. Long, L.M. Foster, J. Electrochem. Soc., V.109. P.l 176. 1962.

88. F. Barba, P. Ortega, J. Bermudo, M.I. Osendi & J.S. Moya. Effect of Oxygen Content on the Corrosion of A1N Powder in Diluted Acid Solution. Journal of the European Ceramic Society №13. 1994.

89. М.Д. Лютая, В.Ф. Буханевич. Химическая и термическая устойчивость нитридов элементов Ш группы. ЖНХ. №7. С.2487. 1962.

90. Lynne М. Svedber, Kenneth С. Arndt, and Michael J. Cima. Corrosion of Aluminum Nitride (A1N) in Aqueous Cleaning Solutions. J. Am. Ceram.Soc., V.83. №1. P. 41-46. 2000.

91. Yongjun Geng and M. Grant Norton. Early Stages of Oxidation of Aluminum Nitride J. Mater. Res. V.14. №. 7. 1999.

92. G. Long, L.M. Foster, J. Am. Ceram.Soc. V42. P.53. 1959.

93. G.A. Geffrey, G.S. Parri, J. Chem. Phis. V.22. P.201 1955.

94. Messier D.R. Riley F.L Brook R.J. The a/p Silicon Nitride Phase Transformation. J. Mater. Sci. V.13. P.l 199-1205. 1978.

95. H. Suematsu, Т.Е. Mitchel, O. Fukunaga, and all., The a-»p Transformation in Silicon Nitride Single Crystals. J. Am. Ceram. Soc., V.80. №3. P.615-620. 1997.

96. L.J. Gausckler, H. Hohnke, and T.Y. Tien, "The System Si3N4-Si02-Y203 J. Am. Ceram. Soc. V.63. P.35-37. 1980.

97. Jian-jie Liang, Letitia Topor, and Alexsandra Navrotsky. Silicon Nitride: Enthalpy of formatin of the a- and р-polymorphs and the effect of С and О impurities. J. Mater. Res., V. 14, № 5. P. 1959-1968. 1999.

98. Куликов И.С. Термодинамика карбидов и нитридов, Справ. Изд. Челябинск: Металлургия Челябинское отделение, 1988. 320с.

99. Р.А. Андриевский, Ю.Ф. Хромов и др., Диссоциация нитрида кремния, Журнал физической химии, Т68, №1, С.5-8, 1994.

100. Р.А. Андриевский, Р.А. Лютиков, Высокотемпературная диссоциация нитрида кремния, Т70, №3, с.567-569, 1996.

101. Г.В. Самсонов, О.П. Кулик, B.C. Полищук. Получение и методы анализа нитридов. Киев. Наукова Думка. 1978. 317 с.

102. Р.А. Андриевский, И.И. Спивак. Нитрид кремния и материалы на его основе. Москва. Металлургия. 1984. 136 с.

103. А.П. Алдушин, Б.С. Сеплярский. Теория фильтрационного горения пористых металлических образцов. Препринт. Черноголовка. 1977.32с.

104. Мержанов А.Г., Боровинская И.П., Володин Ю.Е. О механизме горения пористых металлических образцов в азоте. Доклады АН СССР. Т.206. №4. С.905-908. 1972.

105. А.П. Алдушин, Т.П. Ивлева, А.Г. Мержанов, Б.И. Хайкин. Распространение фронта горения в пористых металлических образцах при фильтрации окислителя. Процессы горения в химической технологии и металлургии (сборник), Черноголовка. С. 245-252. 1975.

106. А.П. Алдушин. Неадиабатические волны горения конденсированных систем с диссоциирующими продуктами реакции. Физика горения и взрыва. Т.20, №3, С.10-17. 1984ю

107. И.П. Боровинская, Т.П. Ивлеева, В.Э. Лорян, К.Г. Шкадинский. Естественное изменение пористости реагирующего спрессованного вещества и неодномерные режимы фильтрационного горения. Физика горения и взрыва. Т.31. № 2. 1995.

108. А.Г. Мержанов, Процессы горения и синтез материалов. Черноголовка. Издательство ИСМАН, 1998, 512с.

109. Осциллографы светолучевые Н071.4М, Н071.5М, Н071.6М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

110. В.М. Маслов, И.П. Боровинская, А.Г. Мержанов. Экспериментальное определение максимальных температур процессов СВС. Физика горения и взрыва. Т.14, №75, С. 79. 1978.

111. О.А. Геращенко и др. Температурные измерения. Справочник. Киев,1. Наукова Думка, 1984.

112. Г.В. Самсонов, А.И. Киц, О.А. Кюздени,. В.И. Лах, И.Ф. Паляныця, Б.И. Стаднык. Датчики для измерения температур в промышленности. Киев. Наукова думка. 1972. 224с.

113. Per-Olov Kail. Quantitative Phase Analysis of Si3N4 based Materials. Chemica Scripta. V.28. P.439-446. 1988.

114. Д.Н. Добрынин, Т.Ф. Целинская. Ускоренный метод адсорбционного определения величины поверхности сорбентов. Журнал физ. Химии. Т.ЗЗ, №1, С. 204-206. 1959.

115. Практическая растровая электронная микроскопия., под редакцией Д. Глоустейна и X. Яковица. М. Мир, 1978.

116. Коидзуми М. Химия синтеза сжиганием. Москва. Мир. 248с.

117. Н. Gorter, J. Gerretsen, R.A. Terpstra, Comparison of the Reactivity of Some Surface Treated A1N Powders With Water, Third Euro-Ceramics V.l, P615-620, 1993.

118. И.П. Боровинская, Т.П. Ивлева, В.Э. Лорян, К.Г. Шкадинский .Естественное изменение пористости реагирующего спрессованного вещества и неодномерные режимы фильтрационного горения. ФГВ. Т. 31. №2. С.47-58. 1995.

119. A.S. Mukasyan, I.P. Borovinskaya. Structure Formation in SHS Nitrides. International Journal of SHS. V. 1. №1. P. 55-63. 1992.

120. V.E. Loryan, I.P. Borovinskaya. On Melting at SHS of Nitride Ceramics at High Nitrogen Pressure. VI International Symposium of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. Haifa. Israel. Abstracts. P. 112. 2001.

121. V.E. Loryan, I.P. Borovinskaya. Combustion of Aluminum under Nitrogen Pressure up to 300 MPa (Mechanism, Synthesis, of Items and Properties). V International Symposium of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. Moscow. Abstracts. P. 21-22. 1999.

122. Л.Г. Дьячков, Л.А. Жиляков, A.B. Костановский. Плавление нитрида алюминия при атмосферном давлении. Журнал технической физики. Т.70. №7. С. 115-117. 2000.

123. И.Ю. Борец-Первак. Лазерное плавление нитридов алюминия, кремния и бора. Квантовая электроника. Т.24. №3. С. 265-268. 1997.

124. В.Л. Виноградов, А.В. Костановский, А.В. Кириллин. Определение параметров плавления нитрида алюминия. Теплофизика высоких температур. Т.ЗО. №4. С.731-737. 1992.

125. Chyi-Ching Hwang, Chang-Yueh Weng, Wei-Chang Lee, and Shyan-Lung Chung. Synthesis of AIN Powder by a Combustion Synthesis Method. International Journal of SHS. V. 6. №4. P. 419-429.1997.

126. Tanihata K., Miyamoto Y. Reaction Analysis on the Combustion Synthesis of Aluminum Nitride. International Journal of SHS. V. 7. №2. P. 209-217. 1998.

127. И.П. Боровинская, В.Э. Лорян, Г.Ю. Шекк. Получение в режиме горения керамики на основе A1N и ее свойства. Х1П Научно-техническая конференция «Конструкции и технология получения изделий из неметаллических материалов». Тезисы. Обнинск. С. 6. 1992.

128. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, В.К. Прокудина, Т.В. Шестакова, Способ получения порошка нитрида алюминия. Заявка № 3479847/23-26 от 04.08.82г.

129. Е.И. Гиваргизов. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. Москва. Наука. 1977.

130. V.V. Zakorzhevski and I.P. Borovinskaya. Regularities of Self-Propagating High-Temperature Synthesis of AIN at Low Nitrogen Pressure. Int. J. SHS. V.7. №2. P. 199-208.1998.

131. Kexin Chen, Changchun Ge et all. Microstructure and Thermokinetics Analysis of Combustion synthesized AIN. J. Mater. Res., V.14. №5. P. 19441948. 1999.

132. R. Pampuch, J. Lis, L. Stoberski, E. Ermer. Improvement Sinterabilitty and Microstructure of Covalent Ceramics by Solid Combustion Synthesis, Int. J. of SHS. V.2. №3. P.49-55. 1993.

133. S. Ruckmich, A. Kranzman, E. Bischoff. Description of Microstructure Appliedto the Thermal Conductivity of A1N Substrate

134. Materials. J. of the European Cer. Soc. V.7. №5, P.56-62. 1991.

135. Koji Watari, Manuel E. Brito, Masaki Yasuoka, Maria Cecilia Valecillos and

136. Shuzo Kanzaki. Influence of Powder Characteristics on Sintering Process and Thermal Conductivity of Aluminum Nitride Ceramics. J. Ceram. Soc. Japan. V. 103. № 9. P. 891-900. 1995.

137. Baolin Zhang et all. Self-Propagating High-Temperature Synthesis of Nitrides-Progress of SHS in SICCAS, Key Engineering Materials. V.217. P.153-158. 2002.

138. K.Seitz, H.M. Guther et all. Large Scale Production of A1N Substrates: a Challengge in Ceramic Processing. Therd Euro-Ceramics V.l. 1993. P.931-936. Edited by P. Duran.

139. A. Kato Y. Ono, S. Kawazoe, I. Mochida. Finely Divided Silicon Nitride by Vapor Phase Reaction between Silicon Tetrachloride and Ammonia. Yogyo-Kyoraihi, V.80. №3. P. 114-120. 1972.

140. T. Hirai, K. Niihara. Super-Hard-Highly Pure Silicon Nitrides Having a Preferred Crystal Face Orientation. Pat. USA №4118539 03 Oct. 1978.

141. T. Yamada and Y. Kohtoku. Industrialization of the Production of Highly Pure Silicon Nitride Powder by Imide Decomposition Method. Jpn. Chem. Ind. Assn. Mon., V.42. №12. P.8-13. 1989.

142. Hisayuki Suematsu, Terence E. Mitchell, Osamu Fukunaga. The a-p Transformation in Silicon Nitride Single Crystals. J. Am. Ceram. Soc. V.80. №3.615-620. 1997.

143. Liwu Wang, Sukumar Roy, Wolfgang Sigmund and Fritz Aldinger. In situ Incorporation of Sintering Additives in SiaN4 powder by a Combustion

144. Process. J. Europ. Ceram. Soc. V.19. P.61-65. 1999.

145. C. Greskovich and S. Prochazka. Observation on the oc-(3 Si3N4 Transformation. J.Am.Ceram.Soc. V.60. №9-10. P.170-72. 1977.

146. L.J. Bowen, R.J. Weston, T.G. Carrithers, and R.J. Brook. Hot-Pressing and the a-p Phase Transformation in Silicon Nitride. J. Mater. Sci., V.13. P.341-350. 1978.

147. R.A. Andrievski. Melting Point and Dissociation of Silicon Nitride. International Journal of SHS,V.4. №3. P.237-243. 1995.

148. H.V. Levis, C.J. Reed, and N.D. Butler. Pressureless-sintered Ceramics Based on the Compound Si2N20. Mat. Science and Engineering, V.8. №1. P.87-94. 1985.

149. P. Rocabois, С Chatillon, C. Bernard. Thermodynamics of the Si-O-N System:

150. High-Temperature Study of the Vaporization Behavior of Silicon Nitride by Mass Spectrometry. J. Am. Ceram. Soc. V.79. №5P. 1351-1360. 1996.

151. P. Rocabois, С Chatillon, C. Bernard. Thermodynamics of the Si-O-N System:1., Stability of Si2N20(s) by High-Temperature Mass Spectrometry Vaporization. J. Am. Ceram. Soc. V.79. №5. P. 1361-1365. 1996.

152. И.П. Боровинская, B.B. Карпов, В.К. Прокудина, Н.С. Махонин. Порошок нитрида кремния СВС а-модификации. ТУ 88-1-143-90.

153. H.JI. Глинка. Общая химия, издательство «Химия» Ленинградское отделение. 1975. 712с.

154. Г.В. Бичуров. Разработка СВС-процесса получения порошков Si3N4 и Si3N4-SiC с применением твердых азотирующих реагентов. Автореферат диссертации канд. тех. наук. Минск 1990.

155. И.Л. Шкарупа. Конструкционные керамические материалы на основенитрида кремния, полученные компрессионным, газостатическим и микроволновым спеканием. Автореферат диссертации канд. тех.наук. Обнинск, 1999.

156. Liwu Wang, Sukumar Roy, Wolfgang Sigmund and Fritz Aldinger. In situ Incorporation of Sintering Additives in Si3N4 Powder by a Combustion Process. J.Europ. Ceram. Soc. V.19. P.61-65.1999.

157. A.C. Мукасьян, B.M. Мартыненко, А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, М.Ю. Блинов. О механизме и закономерностях горения кремния в азоте. Физика горения и взрыва. №5. С.44-49. 1986.

158. А.С. Мукасьян. Закономерности и механизм горения кремния и бора в газообразном азоте, Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-матеметических наук, ОИХФ, Черноголовка 1985.

159. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, В.В. Закоржевский, Л.П. Савенкова, Т.И. Игнатьева. Способ получения нитрида кремния с повышенным содержанием альфа-фазы. Патент РФ №2137708 от 13.03.98г.

160. А.Г. Мержанов, И.П. Боровинская, В.В. Закоржевский, Л.П. Савенкова, Т.И. Игнатьева. Нитрид кремния с повышенным содержанием альфа-фазы. Патент РФ №2149824 от 13.03.98г.

161. J.Duza, D. Sajgalik, М. Reece, Analisys of Si3N4 + p-Si3N4 whisker ceramics. J. Mater. Science, V.26. 1991. P. 6782-6788.

162. К. Dariusz, J. Lis, R. Pampuch. Combustion synthesis of multiphase powders in the Si-C-N system. Solid State Ionics. 101-103. P.65-70. 1997.

163. I.P. Borovinskaya. Chemical classes of the SHS processes and materials. Pure & Appl. Chem., Vol. 64, №7, P. 919-940. 1992.

164. J. Lis, S. Majorowski, J. Puszynski, V. Hlavacek. Densification of Combustion-Synthesized Silicon Nitride. Ceram. Bull. (ACerS) V.70. №2. P.244-250.1991.

165. B.B. Грачев, Б.Н. Шаталов, B.C. Вишняков, P.B. Соловьев, И.П. Боровинская. Горение кремния в азоте. XII Симпозиум по горению и взрывуюю Черноголовка 11-15 сентября. С.40-41. 2000.

166. В.В. Грачев, Т.П. Ивлева. Фильтрационное горение в замкнутом объеме СВС-реактора. Физика горения и взрыва. Т.ЗЗ. №5. С.33-42. 1997.

167. В.В. Грачев, Т.П. Ивлева. Двумерные режимы фильтрационного горения. Физика горения и взрыва. Т.35. №1. С.16-21. 1999.