Hemijska i fizička struktura silicijum nitrida zavisi od odnosa silicijuma i azota. Kristalna struktura ovog spoja je pretežno tetraedarska. Svaki atom dušika povezan je s tri atoma silicija, formirajući tako mrežu jakih kovalentnih veza. Mikrostruktura se može modificirati korištenjem različitih metodologija sinteze, čime se dobivaju različite morfologije, uključujući granule, prahove i blokove. Svaki oblik je prilagođen posebnim industrijskim zahtjevima.
Silicijum nitrid karakteriše visok stepen tvrdoće. Silicijum nitrid je tvrđi od većine metala i keramike, što mu daje visok stepen otpornosti na habanje.
- Pokazuje stabilnost na povišenim temperaturama: Silicijum nitrid je sposoban da izdrži temperature veće od 1700 stepeni, što ga čini optimalnim materijalom za aplikacije na visokim temperaturama.
- Otporan na koroziju: Silicijum nitrid je otporan na većinu hemijskih agenasa, uključujući kiseline i baze.
- Izoluje električnu energiju: Uprkos svojoj sposobnosti da provodi toplotu, silicijum nitrid je efikasan izolator. To ga čini optimalnim izborom za visokonaponske aplikacije.
- Toplotna provodljivost: Njegova sposobnost da provodi toplotu čini ga vrednom komponentom u sistemima upravljanja toplotom.
Silicijum nitrid se može sintetizirati na više načina, uključujući sljedeće:
- Izlaganjem visokoj temperaturi dok se ne raspadne. Na povišenim temperaturama, silicijum reaguje sa amonijakom i formira silicijum nitrid.
- Hemijsko taloženje pare (CVD): Reakcija između silicijuma i amonijaka rezultira stvaranjem tankog filma silicijum nitrida.
Reakcijsko sinteriranje je proces u kojem se formiranje materijala postiže kemijskom reakcijom između dvije ili više tvari. Na povišenim temperaturama, reakcija između silicijumskog praha i amonijaka rezultira formiranjem velike strukture silicijum nitrida.
