Pulberea de-înaltă calitate este baza pentru producerea ceramicii cu nitrură de siliciu de-performanță înaltă, iar tehnologia de preparare a pulberii cu-cost redus este cheia pentru aplicarea pe scară largă a ceramicii cu nitrură de siliciu. Începând cu anii 1930, calitatea pulberii de nitrură de siliciu a fost îmbunătățită semnificativ prin proiectarea sistemelor de reacție și prin adoptarea unor metode îmbunătățite de transfer de căldură sau de masă. Principalele metode de preparare includ nitrurarea directă a pulberii de siliciu, sinteza la temperatură înaltă (SHS) cu auto-propagare, reducerea carbotermală, descompunerea termică, sol-gel și depunerea chimică în vapori. În prezent, metodele comerciale de producție pentru pulberea de nitrură de siliciu de pe piață includ în principal:
Nitrurarea directă a pulberii de siliciu:
Nitrurarea directă a pulberii de siliciu este cea mai timpurie metodă utilizată pentru a produce pulberea de nitrură de siliciu. În prezent, acest proces este relativ matur în producția industrială, permite producția la scară largă-și are costuri de producție relativ scăzute, ceea ce îl face cea mai utilizată metodă de întreprinderile interne și internaționale. Marii producători internaționali de pulbere, cum ar fi ALZ (Germania), HC Starck (Germania), VESTA (Suedia) și Denka (Japonia) folosesc această metodă pentru producția în masă a pulberii de nitrură de siliciu. Cu toate acestea, pulberea produsă prin această metodă tinde să conțină elemente de impurități precum Fe, Ca și Al, împreună cu conținut relativ ridicat de fază -și oxigen, care sunt dăunătoare pentru prepararea ceramicii cu nitrură de siliciu de-performanță înaltă.
Sinteză cu auto-propagare-la temperatură ridicată (SHS):
Sinteza cu auto{0}}propagare la temperatură-înaltă, cunoscută și sub numele de SHS, este o metodă de preparare emergentă în ultimii ani. Această metodă oferă avantaje precum eficiența ridicată, economiile de energie și respectarea mediului. Cu toate acestea, datorită vitezei de reacție extrem de rapide în timpul preparării pulberii, procesul de reacție este dificil de controlat.
Reducere carbotermală:
Metoda de reducere carbotermală utilizează materii prime cu cost redus-și produce pulbere cu dimensiunea particulelor fine, viteză de reacție rapidă și conținut ridicat de -Si₃N₄, ceea ce o face potrivită pentru producția la scară largă-. Cu toate acestea, pulberea de nitrură de siliciu preparată prin această metodă conține adesea carbon rezidual sau carbură de siliciu, rezultând o puritate scăzută și afectând calitatea și aplicarea produsului. Nitrurarea carbotermală a fost comercializată cu succes.
Descompunerea termică a diimidei de siliciu:
Metoda de reacție în fază lichidă-(cunoscută și sub denumirea de descompunere chimică a diimidei de siliciu) produce pulbere de nitrură de siliciu cu un conținut de -fază extrem de ridicat și activitate de sinterizare excelentă. Cu toate acestea, această metodă este dificil de implementat, are bariere tehnice mari și necesită materii prime de-puritate ridicată. Provocarea constă în obținerea diimidei de siliciu în stare solidă stabilă (Si(NH)₂). În prezent, această metodă a devenit cea mai importantă abordare pentru producția comercială de pulbere de nitrură de siliciu de înaltă-puritate,-calitate înaltă. UBE Corporation din Japonia a fost primul producător care a extins această metodă pentru a produce produse din pudră de nitrură de siliciu cu performanțe excelente și calitate stabilă.