【背景及概述】[1][2]
氮化硅有兩種晶體， 即低溫型α-氮化硅和高溫型β-氮化硅，及一種無定型。當粉狀的 Si3N4在1200℃加熱超過4h，就形成 α-型，在1450℃加熱2h，就形成β-型。α-型為六方晶系結晶；β-型為立方晶系結晶。純者為無色，但通常所見為含微量雜質者，呈灰色、灰褐色或黑色。相對分子質量140.29。相對密度 3.44。本品不溶于水、酸、堿。不與水反應；但在濃強酸中可水解，生成銨鹽和二氧化硅，與稀酸不起作用；溶于氫氟酸；濃強堿液可慢慢腐蝕本品； 熔融強堿可使本品轉變?yōu)楣杷猁}和氨；在600℃ 以上能與過渡金屬氧化物、氧化鉛、氧化鋅和二氧化錫反應，并放出一氧化氮和二氧化氮。常壓下1850℃～1900℃分解為氮及硅。氮化硅導熱系數為17.44～23.26W/(m·℃) (0～1000℃)。比熱容0.15～0.31kJ/(kg·℃) (0～1000℃)。線膨脹系數(3.0～3.2)×10-6/℃ (0～1000℃)。壓縮強度4413.2MPa。彎曲強度 78.456MPa。與碳化硅相比，氮化硅耐熱性稍低，而韌性稍高，碳化硅可用于高溫，本品用于較低溫度，一般使用溫度為1200～1300℃。是共價化合物，六方晶系，有α-和β -Si3N4兩種晶形。分子量140.29。于1 900℃升華分解。氮化硅的燒結體用作氣體透平、高溫引擎材料、汽車部件、柴油機部件、金屬切削工具；可以制備坩堝、噴嘴、電絕緣材料、精密陶瓷、玻璃等；也用作催化劑載體；本品特點是重量輕、耐熱性和耐磨性好。
【應用】[2][3]
氮化硅陶瓷具有高強度、高彈性模量、耐磨、耐氧化、耐腐蝕、抗熱沖擊等優(yōu)良性能。除已成為金屬切削工具的重要材料外，在許多領域得到應用并有許多潛在的用途。在陶瓷發(fā)動機中，用來制備定子、轉子、渦形管等部件；氮化硅膜用作微電子技術電絕緣層；氮化硅晶須用于增強氧化鋁、碳化硅及玻璃陶瓷基和鋁基復合材料。在冶金、化學、機械、電子和軍事工業(yè)上有廣泛的應用。氮化硅陶瓷的燒成可采用硅粉預先成型，然后在通氮的情況下燒結而成(反應燒結法)，是使氮化硅的形成和燒結同時完成；或采用硅粉氮化反應合成氮化硅粉后熱壓而成 (燒結法)。氮化硅膜是由氯化硅-氨 -氫等體系在一定溫度下用氣相沉積法形成，或采用射頻濺射法形成。
此外，納米氮化硅具有很高的化學穩(wěn)定性， 耐高溫性能， 良好的機械性能及優(yōu)異的介電性能（高介電常數， 高介電強度）， 在許多領域有著廣泛的應用. 作為一種重要的陶瓷材料， 目前對它的表面改性大多是采用燒結助劑包覆氮化硅粉粒， 提高燒結助劑在氮化硅漿料中的分散程度及漿料的流動性，從而提高陶瓷制品燒結密度和性能穩(wěn)定性 。
【制備】[2]
①純硅用氮氣或氨氣在1500℃下直接氮化，可制得氮化硅。
②二亞氨基硅的熱分解，可制得α- 型氮化硅。
③硅氮烷的熱分解。
④高純二氧化硅在氮氣流中用碳還原。
⑤ 氣相合成。高純四氯化硅與氨在高溫下，進行氣相反應。
【主要參考資料】
[1] 實用精細化工辭典
[2] 簡明精細化工大辭典
[3] 王君， 徐國財， 吉小利， 等. 納米氮化硅粉粒的表面改性研究[D]. ， 2003.