还原气氛下闪速燃烧合成氮化硅铁的高温行为

为模拟闪速燃烧合成氮化硅铁在工作环境中的高温行为，研究了高温还原气氛下氮化硅铁的存在状态。根据热力学计算，采用在空气气氛中埋碳升温的方法，控制氧气分压在较低水平，将氮化硅铁样品分别升温至1300℃及1500℃，保温300min后迅速水冷，以保存高温下样品的微观结构。采用X射线衍射和扫描电子显微镜表征样品的物相组成和微观结构。结果表明室温下氮化硅铁的物相组成为α-Si3N4、β-Si3N4、SiO2和Fe3Si。在高温还原条件下，α-Si3N4转变为β-Si3N4，二氧化硅逐渐分解，而Fe3Si相未发生变化，氮化硅逐渐离解为小颗粒，比表面积增大，氮化硅反应活性提高，表面形成Si2N2O相。