一种制备等轴状α相氮化硅粉末的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109608205A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201910107404.3(22)申请日2019.02.02(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区北京市100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人谢志鹏胡尊兰(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司11245代理人关畅(51)Int.Cl.C04B35/584(2006.01)C04B35/626(2006.01)C01B21/068(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种制备等轴状α相氮化硅粉末的方法(57)摘要本发明公开了一种制备等轴状α相氮化硅粉末的方法。该方法包括以下步骤：以四氯化硅和液氨为原料，在液相条件下，合成硅亚胺固体，然后将硅亚胺固体热分解获得无定型氮化硅。将无定型氮化硅和辅助添加剂通过球磨工艺进行处理，使其充分混合均匀。将所得的混合物，置于石墨或氮化硼坩埚中，一定气氛条件下，在气氛烧结炉中进行结晶化处理0～48h，即获得杂质少、等轴状、高α相氮化硅粉体。这种氮化硅粉体的制备工艺周期较短，氮化硅颗粒形貌易于控制，有利于实现大规模工业化生产。CN109608205ACN109608205A权利要求书1/2页1.一种制备等轴状α相氮化硅粉末的方法，包括：1)将硅亚胺在保护气氛下进行热分解，得到无定型氮化硅粉体；2)将步骤1)所得无定型氮化硅粉体进行球磨，得到球磨后的无定型氮化硅粉体；3)将步骤2)所得球磨后的无定型氮化硅粉体在压强为0.1～10MPa的条件下进行结晶化处理，得到所述等轴状α相氮化硅粉末。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述保护气氛选自氩气、一氧化碳、氮气、氢气、氧气和氨气中至少一种；所述保护气氛的流速为10-100mL/min；所述热分解步骤中，温度为800～1200℃；时间为1-48h。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤2)球磨在添加剂存在的条件下进行；具体的，所述添加剂选自金属氯化物、α相氮化硅粉、氯化铵、硫酸盐、氧化物和氟化物中至少一种；更具体的，所述金属氯化物选自氯化镁、氯化钙、氯化钠和氯化钾、氯化镧、氯化钕、氯化钇、氯化钇和氯化钆中至少一种；所述α相氮化硅粉中，α相氮化硅的质量百分含量>95％，粒径<200nm；所述硫酸盐选自硫酸钾、硫酸钠和硫酸镁中至少一种；所述氧化物选自氧化钇、氧化镱氧化铈、氧化钕、氧化镧、氧化钙和氧化镁中至少一种；所述氟化物选自氟化镁、氟化钇和氟化钙、氟化钠和氟化钾中至少一种；所述添加剂与无定型氮化硅粉体的重量比为0：100-50：50；具体为1：99～15：75；且所述添加剂的用量不为0；球磨溶剂为液氮；球磨浆料的固含量为10％～50％；所述球磨步骤中，球磨温度为-196℃～+25℃，球磨方式为以液氮为溶剂进行球磨或在氮气气氛中球磨；球磨转速为20～400rpm；球磨时间为0～48h，且所述球磨时间不为0；所述球磨后的无定型氮化硅粉体的粒径为0.1～10μm；球磨所用研磨球为氮化硅；球料比为1:1～10:1。4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)结晶化处理步骤中，结晶化气氛选自氩气、一氧化碳、氮气、氢气、氧气和氨气中至少一种；温度为1200～1700℃，具体为1300～1500℃；时间为0～48h。5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)结晶化处理步骤中，压强为0.2～5MPa。6.一种制备硅亚胺的方法，包括：将硅烷基化合物、稀释剂与液氨进行液相界面反应，得到所述硅亚胺。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述硅烷基化合物选自氯硅烷类化合物、烯基类硅烷化合物、芳基硅烷化合物和烷芳基硅烷化合物中至少一种；所述氯硅烷类化合物具体选自四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、一氯三氢硅、甲基三氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、二氯二乙基硅烷、二丁基二氯化硅、三乙基氯硅烷、三异丙基氯硅烷和二氯二甲基硅烷中至少一种；所述烯基类硅烷化合物具体选自乙烯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、烯丙基三甲2CN109608205A权利要求书2/2页基硅烷和环己烯基三氯硅烷中至少一种；所述芳基硅烷化合物具体选自苯基三氯硅烷、苯基二氯硅烷和三苯基氯硅烷中至少一种；所述烷芳基硅烷化合物具体选自4-氯甲基苯基三氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷中至少一种；所述稀释剂选自苯、二甲苯、甲苯、环己烷、丁烷、戊烷和三氯甲烷中至少一种；所述硅烷基化合物与稀释剂的体积比为1:99～50:50；具体为1:99～20:80；所述液相界面反应步骤中，温度为-70℃～50℃；时间为0.5h-24h。8.根据权利要求6或7所述