सिलिकॉन नाइट्राइड

सिलिकॉन नाइट्राइड सिलिकॉन और  नाइट्रोजन  तत्वों का एक  रासायनिक  यौगिक है।  सिलिकॉन नाइट्राइड का सबसे थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर और व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण है, और सिलिकॉन नाइट्राइड शब्द आमतौर पर इस विशिष्ट संरचना को संदर्भित करता है। यह एक सफेद, उच्च पिघलने बिंदु ठोस है जो अपेक्षाकृत रासायनिक रूप से निष्क्रिय है, पतला  हाइड्रोजिन फ्लोराइड  और गर्म फॉस्फोरिक एसिड द्वारा हमला किया जा रहा है|. यह बहुत कठिन है (खनिज कठोरता के मोह पैमाने पर 8.5#मध्यवर्ती कठोरता)। इसमें सभी-ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए मजबूत ऑप्टिकल गैर-रैखिकता के साथ एक उच्च तापीय स्थिरता है।

उत्पादन
सिलिकॉन नाइट्राइड एक नाइट्रोजन वातावरण में पाउडर सिलिकॉन को 1300 डिग्री सेल्सियस और 1400 डिग्री सेल्सियस के बीच गर्म करके तैयार किया जाता है:
 * 3 सी + 2 →

सिलिकॉन और नाइट्रोजन के रासायनिक संयोजन के कारण सिलिकॉन नमूना वजन उत्तरोत्तर बढ़ता है। लोहे के उत्प्रेरक के बिना, प्रतिक्रिया कई घंटों (~ 7) के बाद पूरी होती है, जब नाइट्रोजन अवशोषण (सिलिकॉन के प्रति ग्राम) के कारण कोई और वजन नहीं बढ़ता है। निम्न के अलावा, कई अन्य सिलिकॉन नाइट्राइड चरणों (नाइट्रिडेशन / सी ऑक्सीकरण राज्य की अलग-अलग डिग्री के अनुरूप रासायनिक सूत्रों के साथ) को साहित्य में बताया गया है। इनमें गैसीय डिसिलिकॉन मोनोनाइट्राइड , सिलिकॉन मोनोनाइट्राइड (SiN) और सिलिकॉन सेस्कुनाइट्राइड , जिनमें से प्रत्येक स्टोइकोमेट्रिक चरण हैं। अन्य अपवर्तक के साथ, इन उच्च तापमान संश्लेषण में प्राप्त उत्पाद प्रतिक्रिया की स्थिति (जैसे समय, तापमान, और अभिकारक और कंटेनर सामग्री सहित प्रारंभिक सामग्री), साथ ही शुद्धिकरण के तरीके पर निर्भर करता है। हालांकि, सेसक्विनिट्राइड का अस्तित्व तब से सवालों के घेरे में आ गया है। इसे डायमाइड मार्ग से भी तैयार किया जा सकता है:
 * + 6 →  + 4 (ओं)    0 °C . पर
 * 3 →  +  + 3 (छ)    1000 °C . पर

1400-1450 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन वातावरण में सिलिकॉन डाइऑक्साइड की कार्बोथर्मल कमी  की भी जांच की गई है:
 * 3 + 6 सी + 2  →  + 6 सीओ

सिलिकॉन नाइट्राइड की पुनर्खोज के बाद 1950 के दशक में सिलिकॉन पाउडर का नाइट्रिडेशन विकसित किया गया था और यह पहला था पाउडर उत्पादन के लिए बड़े पैमाने पर विधि। हालांकि, कम शुद्धता वाले कच्चे सिलिकॉन के उपयोग से सिलिकेट  और लोहे द्वारा सिलिकॉन नाइट्राइड का संदूषण हुआ। डाइमाइड अपघटन के परिणामस्वरूप अनाकार सिलिकॉन नाइट्राइड होता है, जिसे क्रिस्टलीय पाउडर में बदलने के लिए इसे 1400-1500 डिग्री सेल्सियस पर नाइट्रोजन के तहत और अधिक एनीलिंग की आवश्यकता होती है; यह अब वाणिज्यिक उत्पादन के लिए दूसरा सबसे महत्वपूर्ण मार्ग है। सिलिकॉन नाइट्राइड उत्पादन के लिए कार्बोथर्मल कमी सबसे पहले इस्तेमाल की जाने वाली विधि थी और अब इसे उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन नाइट्राइड पाउडर के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी औद्योगिक मार्ग माना जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड सिलिकॉन नाइट्राइड फिल्में रासायनिक वाष्प जमाव (CVD), या इसके किसी एक प्रकार, जैसे प्लाज्मा-वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव  (PECVD) का उपयोग करके बनाई जाती हैं:
 * 3 (जी) + 4 (जी) → (एस) + 12 (जी) 750-850 डिग्री सेल्सियस पर
 * 3 (जी) + 4 (जी) → (एस) + 12 एचसीएल (जी)
 * 3 (जी) + 4 (जी) → (एस) + 6 एचसीएल (जी) + 6 (जी)

सेमीकंडक्टर (आमतौर पर सिलिकॉन) सबस्ट्रेट्स पर सिलिकॉन नाइट्राइड परतों के जमाव के लिए, दो विधियों का उपयोग किया जाता है: # कम दबाव वाली रासायनिक वाष्प जमाव (एलपीसीवीडी) तकनीक, जो उच्च तापमान पर काम करती है और या तो ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज ट्यूब भट्टी में की जाती है, या चूंकि सिलिकॉन नाइट्राइड और सिलिकॉन के जाली स्थिरांक अलग-अलग होते हैं, इसलिए बयान प्रक्रिया के आधार पर तनाव (भौतिकी)  या  तनाव (यांत्रिकी)  हो सकता है। विशेष रूप से पीईसीवीडी तकनीक का उपयोग करते समय बयान मापदंडों को समायोजित करके इस तनाव को कम किया जा सकता है। सिलिकॉन नाइट्राइड नैनोवायर्स  को कार्बोथर्मल  रेडोक्स  का उपयोग करके  SOL-जेल  विधि द्वारा भी उत्पादित किया जा सकता है सिलिका जेल के नाइट्रिडेशन द्वारा, जिसमें अल्ट्राफाइन कार्बन कण होते हैं। तापमान 1200-1350 डिग्री सेल्सियस में  डेक्सट्रोज  के अपघटन द्वारा कणों का उत्पादन किया जा सकता है। संभावित संश्लेषण प्रतिक्रियाएं हैं:
 * 1) प्लाज्मा-वर्धित रासायनिक वाष्प जमाव (PECVD) तकनीक, जो कम तापमान और निर्वात की स्थिति में काम करती है।
 * (एस) + सी (एस) → सीओओ (जी) + सीओ (जी)    और
 * 3 SiO(g) + 2 (जी) + 3 सीओ (जी) → (एस) + 3 (छ)    या
 * 3 SiO(g) + 2 (जी) + 3 सी (एस) → (एस) + 3 सीओ (जी)।

प्रसंस्करण
एक थोक सामग्री के रूप में सिलिकॉन नाइट्राइड का उत्पादन करना मुश्किल है - इसे 1850 डिग्री सेल्सियस से अधिक गर्म नहीं किया जा सकता है, जो कि सिलिकॉन और नाइट्रोजन के पृथक्करण के कारण इसके पिघलने बिंदु से काफी नीचे है। इसलिए, पारंपरिक गर्म समस्थानिक दबाव  तकनीकों का अनुप्रयोग समस्याग्रस्त है। सिलिकॉन नाइट्राइड पाउडर के बंधन को कम तापमान पर सिंटरिंग एड्स या बाइंडर्स नामक सामग्री जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है, जो आमतौर पर तरल चरण सिंटरिंग की एक डिग्री को प्रेरित करता है। एक क्लीनर विकल्प  स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग  का उपयोग करना है, जहां कॉम्पैक्टेड पाउडर के माध्यम से विद्युत प्रवाह के दालों को पारित करके हीटिंग बहुत तेजी से (सेकंड) किया जाता है। इस तकनीक द्वारा 1500-1700 डिग्री सेल्सियस तापमान पर घने सिलिकॉन नाइट्राइड कॉम्पैक्ट प्राप्त किए गए हैं।

क्रिस्टल संरचना और गुण
सिलिकॉन नाइट्राइड की तीन क्रिस्टेलोग्राफिक  संरचनाएं मौजूद हैं, α, β और γ चरणों के रूप में नामित। α और β चरण (पदार्थ) के सबसे सामान्य रूप हैं , और सामान्य दबाव की स्थिति में उत्पादित किया जा सकता है। चरण को केवल उच्च दबाव और तापमान के तहत संश्लेषित किया जा सकता है और इसमें 35 GPa की कठोरता होती है। α- और β- त्रिकोणीय ( पियर्सन प्रतीक hP28,  अंतरिक्ष समूह  P31c, संख्या 159) और  हेक्सागोनल क्रिस्टल सिस्टम  (hP14, P6) है3, संख्या 173) क्रमशः संरचनाएं, जो कोने-साझाकरण द्वारा निर्मित हैं  चतुष्फलक उन्हें ABAB... या ABCDABCD... अनुक्रम में β- में सिलिकॉन और नाइट्रोजन परमाणुओं की परतों से युक्त माना जा सकता है। और α-, क्रमश। एबी परत α और β चरणों में समान है, और α चरण में सीडी परत सी-ग्लाइड विमान द्वारा एबी से संबंधित है।  }} चतुष्फलक β- में आपस में इस तरह से जुड़े हुए हैं कि सुरंगें बनती हैं, जो यूनिट सेल के c अक्ष के समानांतर चलती हैं। एबी को सीडी से जोड़ने वाले सी-ग्लाइड प्लेन के कारण, α संरचना में सुरंगों के बजाय गुहाएं होती हैं। घन -  बोरॉन नाइट्राइड  (सी-बीएन) के घन संशोधन के अनुरूप साहित्य में अक्सर सी संशोधन के रूप में नामित किया जाता है। इसमें एक स्पिनल-प्रकार की संरचना होती है जिसमें दो सिलिकॉन परमाणु प्रत्येक छह नाइट्रोजन परमाणुओं को अष्टफलकीय रूप से समन्वयित करते हैं, और एक सिलिकॉन परमाणु चार नाइट्रोजन परमाणुओं को चतुष्फलकीय रूप से समन्वयित करता है। लंबे समय तक स्टैकिंग अनुक्रम के परिणामस्वरूप α-चरण में β-चरण की तुलना में अधिक कठोरता होती है। हालांकि, α-चरण β-चरण की तुलना में रासायनिक रूप से अस्थिर है। उच्च तापमान पर जब एक तरल चरण मौजूद होता है, तो α-चरण हमेशा β-चरण में बदल जाता है। इसलिए, β- में प्रयोग किया जाने वाला प्रमुख रूप है चीनी मिट्टी की चीज़ें डोप्ड में  असामान्य अनाज वृद्धि  हो सकती है β-, जिससे असामान्य रूप से बड़े बढ़े हुए दाने महीन समान अनाज के मैट्रिक्स में बनते हैं और क्रैक ब्रिजिंग द्वारा इस सामग्री में फ्रैक्चर की कठोरता को बढ़ाने के लिए एक तकनीक के रूप में काम कर सकते हैं। डोप्ड सिलिकॉन नाइट्राइड में असामान्य अनाज वृद्धि योज्य-संवर्धित प्रसार के कारण उत्पन्न होती है और समग्र माइक्रोस्ट्रक्चर में परिणाम होता है, जिसे "इन-सीटू कंपोजिट" या "स्व-प्रबलित सामग्री" के रूप में भी माना जा सकता है। सिलिकॉन नाइट्राइड के क्रिस्टलीय बहुरूपताओं के अलावा, कांच के अनाकार सामग्री को प्रीसिरेमिक पॉलिमर  के पायरोलिसिस उत्पादों के रूप में बनाया जा सकता है, जिनमें अक्सर अलग-अलग मात्रा में अवशिष्ट कार्बन होता है (इसलिए उन्हें सिलिकॉन कार्बोनिट्राइड के रूप में अधिक उचित रूप से माना जाता है)। विशेष रूप से, पॉलीकारबोसिलाज़ेन को पायरोलिसिस पर सिलिकॉन कार्बोनिट्राइड आधारित सामग्री के एक अनाकार रूप में आसानी से परिवर्तित किया जा सकता है, पॉलिमर के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली प्रसंस्करण तकनीकों के माध्यम से सिलिकॉन नाइट्राइड सामग्री के प्रसंस्करण में मूल्यवान प्रभाव पड़ता है।

आवेदन
सामान्य तौर पर, सिलिकॉन नाइट्राइड के अनुप्रयोगों के साथ मुख्य मुद्दा तकनीकी प्रदर्शन नहीं है, बल्कि लागत है। जैसे-जैसे लागत में कमी आई है, उत्पादन अनुप्रयोगों की संख्या में तेजी आ रही है।

ऑटोमोबाइल उद्योग
इंजन भागों के लिए सामग्री के रूप में ऑटोमोबाइल उद्योग में sintered सिलिकॉन नाइट्राइड के प्रमुख अनुप्रयोगों में से एक है। इनमें शामिल हैं, डीजल इंजन ों में, तेज स्टार्ट-अप के लिए  चमकने वाला प्लग ; कम उत्सर्जन, तेज स्टार्ट-अप और कम शोर के लिए पूर्व दहन कक्ष (घुंघराले कक्ष); कम इंजन अंतराल और उत्सर्जन के लिए  टर्बोचार्जर ।  स्पार्क-इग्निशन इंजन ों में, सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग कम पहनने के लिए  घुमती बाजु  पैड के लिए, कम जड़ता और कम इंजन अंतराल के लिए टर्बोचार्जर टर्बाइन और  आंतरिक दहन इंजन  में बढ़े हुए त्वरण के लिए किया जाता है। उत्पादन स्तरों के उदाहरण के रूप में, अनुमानित रूप से 300,000 से अधिक sintered सिलिकॉन नाइट्राइड टर्बोचार्जर प्रतिवर्ष बनाए जाते हैं।

बियरिंग्स
सिलिकॉन नाइट्राइड बियरिंग्स पूर्ण सिरेमिक बियरिंग्स और बॉल बेयरिंग दोनों हैं#सिरेमिक हाइब्रिड बॉल बेयरिंग जिसमें सिरेमिक बॉल्स का उपयोग सिरेमिक बॉल्स और स्टील में रेस (बेयरिंग) के साथ किया जाता है। सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक में अन्य सिरेमिक की तुलना में अच्छा शॉक (यांत्रिकी)  प्रतिरोध होता है। इसलिए, प्रदर्शन  असर (यांत्रिक)  में सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक से बने बॉल बेयरिंग का उपयोग किया जाता है। एक प्रतिनिधि उदाहरण नासा के  अंतरिक्ष शटल  के मुख्य इंजनों में सिलिकॉन नाइट्राइड बियरिंग्स का उपयोग है। चूंकि सिलिकॉन नाइट्राइड बॉल बेयरिंग धातु की तुलना में सख्त होते हैं, इससे बेयरिंग ट्रैक के साथ संपर्क कम हो जाता है। इसके परिणामस्वरूप पारंपरिक धातु बीयरिंगों की तुलना में 80% कम घर्षण, 3 से 10 गुना लंबा जीवनकाल, 80% उच्च गति, 60% कम वजन, स्नेहन भुखमरी के साथ काम करने की क्षमता, उच्च संक्षारण प्रतिरोध और उच्च संचालन तापमान होता है। सिलिकॉन नाइट्राइड गेंदों का वजन टंगस्टन कार्बाइड  गेंदों से 79% कम होता है। सिलिकॉन नाइट्राइड बॉल बेयरिंग उच्च अंत मोटर वाहन बीयरिंग, औद्योगिक बीयरिंग,  पवन चक्की, मोटरस्पोर्ट्स, साइकिल, रोलरब्लैड और  स्केटबोर्ड  में पाए जा सकते हैं। सिलिकॉन नाइट्राइड बीयरिंग विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में उपयोगी होते हैं जहां जंग या बिजली या चुंबकीय क्षेत्र धातुओं के उपयोग को प्रतिबंधित करते हैं, उदाहरण के लिए, ज्वारीय प्रवाह मीटर में, जहां समुद्री जल हमला एक समस्या है, या विद्युत क्षेत्र चाहने वालों में।

और3N4 पहली बार 1972 में एक बेहतर असर के रूप में प्रदर्शित किया गया था, लेकिन लागत को कम करने से जुड़ी चुनौतियों के कारण लगभग 1990 तक उत्पादन तक नहीं पहुंचा था। 1990 के बाद से, लागत में काफी कमी आई है क्योंकि उत्पादन की मात्रा में वृद्धि हुई है। यद्यपि बेयरिंग अभी भी सर्वश्रेष्ठ स्टील बियरिंग्स की तुलना में 2-5 गुना अधिक महंगी हैं, उनका बेहतर प्रदर्शन और जीवन तेजी से अपनाने को सही ठहरा रहा है। लगभग 15-20 मिलियन  मशीन टूल्स और कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए 1996 में यू.एस. में बेयरिंग बॉल्स का उत्पादन किया गया था। वृद्धि का अनुमान प्रति वर्ष 40% है, लेकिन यह और भी अधिक हो सकता है यदि सिरेमिक बियरिंग्स को उपभोक्ता अनुप्रयोगों जैसे इन-लाइन स्केट्स और कंप्यूटर डिस्क ड्राइव के लिए चुना जाता है।

नासा के परीक्षण में कहा गया है कि सिरेमिक-हाइब्रिड बियरिंग्स मानक ऑल-स्टील बियरिंग्स की तुलना में बहुत कम थकान (पहनने) का जीवन प्रदर्शित करते हैं।

उच्च तापमान सामग्री
सिलिकॉन नाइट्राइड लंबे समय से उच्च तापमान अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, इसे कुछ मोनोलिथिक सिरेमिक सामग्रियों में से एक के रूप में पहचाना गया था जो हाइड्रोजन/ऑक्सीजन रॉकेट इंजन में उत्पन्न गंभीर थर्मल शॉक और थर्मल ग्रेडियेंट से बचने में सक्षम थे। एक जटिल विन्यास में इस क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए, नासा के वैज्ञानिकों ने एक इंच-व्यास, एकल-टुकड़ा दहन कक्ष / नोजल (थ्रस्टर) घटक बनाने के लिए उन्नत रैपिड प्रोटोटाइप तकनीक का उपयोग किया। थ्रस्टर का हाइड्रोजन/ऑक्सीजन प्रणोदक के साथ गर्म-अग्नि परीक्षण किया गया था और 5 मिनट के चक्र सहित 1320 डिग्री सेल्सियस सामग्री तापमान सहित पांच चक्रों तक जीवित रहा। 2010 में JAXA  अंतरिक्ष जांच अकात्सुकी (अंतरिक्ष यान) के थ्रस्टर्स में मुख्य सामग्री के रूप में सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग किया गया था। सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप  पर नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी # एस्ट्रोनॉमिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए विकसित माइक्रोशूटर्स के लिए किया गया था। नासा के अनुसार: ऑपरेटिंग तापमान क्रायोजेनिक है इसलिए डिवाइस को बेहद ठंडे तापमान पर काम करने में सक्षम होना चाहिए। एक और चुनौती शटर विकसित कर रही थी जो सक्षम होंगे: बिना थकान के बार-बार खोलना और बंद करना; व्यक्तिगत रूप से खोलें; और उपकरण की विज्ञान आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त रूप से खुला। सिलिकॉन नाइट्राइड को माइक्रोशटर में उपयोग के लिए चुना गया था, इसकी उच्च शक्ति और थकान के प्रतिरोध के कारण। यह माइक्रो शटर सिस्टम उपकरण को एक साथ 100 आकाशीय पिंडों का निरीक्षण और विश्लेषण करने की अनुमति देता है।

चिकित्सा
सिलिकॉन नाइट्राइड में कई आर्थोपेडिक अनुप्रयोग हैं। सामग्री भी  PEEK  (पॉलीथर ईथर कीटोन) और  टाइटेनियम  का एक विकल्प है, जिसका उपयोग  रीढ़ की हड्डी में विलय  उपकरणों के लिए किया जाता है।  यह सिलिकॉन नाइट्राइड की  हाइड्रोफिलिक,  सूक्ष्म बनावट  वाली सतह है जो PEEK और टाइटेनियम की तुलना में सामग्री की ताकत, स्थायित्व और विश्वसनीयता में योगदान करती है।  इस सामग्री की कुछ रचनाएँ एंटी-बैक्टीरियल प्रदर्शित करती हैं, कवकरोधी, या एंटीवायरल गुण।

धातु कार्य और काटने के उपकरण
. का पहला प्रमुख अनुप्रयोग अपघर्षक और  काटने के उपकरण सामग्री  थी। थोक, मोनोलिथिक सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग उपकरण काटने के लिए सामग्री के रूप में किया जाता है, इसकी कठोरता, थर्मल स्थिरता और पहनने के प्रतिरोध के कारण। यह विशेष रूप से  कच्चा लोहा  की उच्च गति  मशीनिंग  के लिए अनुशंसित है। गर्म कठोरता, फ्रैक्चर बेरहमी और थर्मल शॉक प्रतिरोध का मतलब है कि sintered सिलिकॉन नाइट्राइड कच्चा लोहा, कठोर स्टील और निकल आधारित मिश्र धातुओं को सतह की गति के साथ 25 गुना तेज गति से काट सकता है, जो टंगस्टन कार्बाइड जैसी पारंपरिक सामग्री से प्राप्त होता है। का उपयोग  उत्पादन उत्पादन पर काटने के औजारों का नाटकीय प्रभाव पड़ा है। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन नाइट्राइड इंसर्ट के साथ ग्रे कास्ट आयरन की फेस मिलिंग ने काटने की गति को दोगुना कर दिया, टूल लाइफ को एक हिस्से से बढ़ाकर छह हिस्से प्रति किनारे कर दिया, और पारंपरिक टंगस्टन कार्बाइड टूल्स की तुलना में इंसर्ट की औसत लागत 50% कम कर दी।

इलेक्ट्रॉनिक्स
सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग अक्सर एकीकृत सर्किट  के निर्माण में विद्युत इन्सुलेशन और रासायनिक अवरोध के रूप में किया जाता है, विभिन्न संरचनाओं को विद्युत रूप से अलग करने के लिए या  थोक माइक्रोमशीनिंग  में  नक़्क़ाशी (सूक्ष्म निर्माण)  मास्क के रूप में। माइक्रोचिप्स के लिए एक निष्क्रियता परत के रूप में, यह  सिलिकॉन डाइऑक्साइड  से बेहतर है, क्योंकि यह पानी के अणुओं और  सोडियम  आयनों के खिलाफ काफी बेहतर प्रसार अवरोध है, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में जंग और अस्थिरता के दो प्रमुख स्रोत हैं। इसका उपयोग एनालॉग चिप्स में  संधारित्र  में  पॉलीसिलिकॉन  परतों के बीच एक  ढांकता हुआ  के रूप में भी किया जाता है।

रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा जमा सिलिकॉन नाइट्राइड में 8% तक हाइड्रोजन होता है। यह मजबूत तन्यता तनाव (भौतिकी)  का भी अनुभव करता है, जो 200 एनएम से अधिक मोटी फिल्मों को क्रैक कर सकता है। हालांकि, इसमें आमतौर पर माइक्रोफैब्रिकेशन (10 .) में उपलब्ध अधिकांश इंसुलेटर की तुलना में उच्च  प्रतिरोधकता  और ढांकता हुआ ताकत होती है16 ohm|Ω·cm और 10 MV/cm, क्रमशः)। न केवल सिलिकॉन नाइट्राइड, बल्कि सिलिकॉन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के विभिन्न टर्नरी यौगिक (SiN .)xHy) का उपयोग इन्सुलेट परतों के रूप में किया जाता है। वे निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं का उपयोग करके जमा किए गए प्लाज्मा हैं:


 * 2 (जी) + (छ) → 2 सिंह (ओं) + 3 (जी)
 * (जी) + (छ) → सिंह (ओं) + 3 (जी)

इन SiNH फिल्मों में बहुत कम तन्यता तनाव है, लेकिन बदतर विद्युत गुण (प्रतिरोधकता 10 .)6 से 1015 Ω·cm, और ढांकता हुआ ताकत 1 से 5 MV/cm), और विशिष्ट भौतिक परिस्थितियों में उच्च तापमान के लिए ऊष्मीय रूप से स्थिर होते हैं। फोटो ड्रम की परतों में से एक के रूप में जैरोग्राफ़ी  में सिलिकॉन नाइट्राइड का भी उपयोग किया जाता है। सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग घरेलू गैस उपकरणों के प्रज्वलन स्रोत के रूप में भी किया जाता है। अपने अच्छे लोचदार गुणों के कारण, सिलिकॉन नाइट्राइड, सिलिकॉन और सिलिकॉन ऑक्साइड के साथ,  ब्रैकट  के लिए सबसे लोकप्रिय सामग्री है -  परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी  के संवेदन तत्व।

फोटोनिक एकीकृत परिपथ
फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट को विभिन्न सामग्रियों के साथ बनाया जा सकता है, जिन्हें मटेरियल प्लेटफॉर्म भी कहा जाता है। सिलिकॉन नाइट्राइड उन भौतिक प्लेटफार्मों में से एक है, उदाहरण के लिए,  सिलिकॉन फोटोनिक्स  और  ईण्डीयुम फास्फाइड  के बगल में। सिलिकॉन नाइट्राइड फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट में व्यापक वर्णक्रमीय कवरेज होता है और इसमें कम रोशनी की कमी होती है। यह उन्हें डिटेक्टरों, स्पेक्ट्रोमीटर, बायोसेंसर और क्वांटम कंप्यूटर के लिए अत्यधिक अनुकूल बनाता है। SiN (0.1 dB/cm से 0.1 dB/m तक) में रिपोर्ट की गई सबसे कम प्रसार हानि LioniX International के TriPleX वेवगाइड्स द्वारा प्राप्त की गई है।

इतिहास
पहली तैयारी 1857 में हेनरी एटियेन सैंट-क्लेयर डेविल  और फ्रेडरिक वोहलर द्वारा रिपोर्ट की गई थी। उनकी विधि में, सिलिकॉन को कार्बन से भरे एक अन्य क्रूसिबल के अंदर रखे एक क्रूसिबल में गर्म किया गया था ताकि आंतरिक क्रूसिबल में ऑक्सीजन का प्रवेश कम हो सके। उन्होंने एक उत्पाद की सूचना दी जिसे उन्होंने सिलिकॉन नाइट्राइड कहा, लेकिन इसकी रासायनिक संरचना को निर्दिष्ट किए बिना।  पॉल शुएट्ज़ेनबर्गर  ने सबसे पहले टेट्रानाइट्राइड की संरचना वाले एक उत्पाद की सूचना दी, , 1879 में एक ब्लास्ट फर्नेस में सिलिकॉन को ब्रास्क (मिट्टी के साथ लकड़ी का कोयला, कोयला, या कोक को मिलाकर बनाया गया पेस्ट जो तब क्रूसिबल को लाइन करने के लिए उपयोग किया जाता है) के साथ गर्म करके प्राप्त किया गया था। 1910 में, लुडविग वीस और थियोडोर एंगेलहार्ड्ट ने सिलिकॉन को शुद्ध नाइट्रोजन के तहत गर्म किया ताकि उत्पादन किया जा सके. ई. फ़्रेडरिच और एल. सिटिग ने Si. बनाया3N4 1925 में नाइट्रोजन के तहत कार्बोथर्मल कमी के माध्यम से, यानी सिलिका, कार्बन और नाइट्रोजन को 1250–1300 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके।

वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने से पहले दशकों तक सिलिकॉन नाइट्राइड केवल एक रासायनिक जिज्ञासा बनी रही। 1948 से 1952 तक, कार्बोरंडम कंपनी, नियाग्रा फॉल्स, न्यूयॉर्क ने सिलिकॉन नाइट्राइड के निर्माण और अनुप्रयोग पर कई पेटेंट  के लिए आवेदन किया। 1958 तक  हेन्स इंटरनेशनल  ( यूनियन कार्बाइड ) सिलिकॉन नाइट्राइड  थर्मोकपल  ट्यूब, रॉकेट नोजल और धातुओं को पिघलाने के लिए नावों और  क्रूसिबल  के व्यावसायिक उत्पादन में था। सिलिकॉन नाइट्राइड पर ब्रिटिश काम, 1953 में शुरू हुआ, जिसका उद्देश्य  गैस टर्बाइन ों के उच्च-तापमान भागों के लिए था और इसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया-बंधित सिलिकॉन नाइट्राइड और हॉट-प्रेस्ड सिलिकॉन नाइट्राइड का विकास हुआ। 1971 में, संयुक्त राज्य अमेरिका के रक्षा विभाग के  DARPA  ने दो सिरेमिक गैस टर्बाइनों के लिए  Ford Motor Company  और  Westinghouse Electric (1886)  के साथ US$17 मिलियन का अनुबंध किया। हालांकि सिलिकॉन नाइट्राइड के गुणों को अच्छी तरह से जाना जाता था, इसकी प्राकृतिक घटना केवल 1990 के दशक में उल्कापिंडों में छोटे समावेशन (लगभग 2 माइक्रोन × 0.5 माइक्रोन आकार में) के रूप में खोजी गई थी। जन स्पेक्ट्रोमेट्री  के अग्रणी अल्फ्रेड ओ सी नीयर के नाम पर खनिज का नाम  मैदान  रखा गया था। यह खनिज सोवियत भूवैज्ञानिकों द्वारा पहले विशेष रूप से उल्कापिंडों में पाया गया हो सकता है।

इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

 * रीफ्रैक्टरीज
 * लोहा
 * रासायनिक वाष्प निक्षेपन
 * लैटिस कॉन्सटेंट
 * गलनांक
 * चरण (मामला)
 * तिकोना
 * चतुर्पाश्वीय
 * एक खनिज पदार्थ
 * घिसाव
 * चीनी मिट्टी
 * दौड़ (असर)
 * अकात्सुकी (एस पासे सी एट अल। फीट)
 * काटने का औजार
 * लोको
 * विद्युतीय इन्सुलेशन
 * प्रसार बाधा
 * यूनाइटेड स्टेट्स रक्षा विभाग
 * उल्का पिंड

उद्धृत स्रोत


श्रेणी:सिरेमिक सामग्री श्रेणी:अकार्बनिक सिलिकॉन यौगिक श्रेणी:नाइट्राइड्स श्रेणी:सुपरहार्ड सामग्री श्रेणी:अर्धचालक निर्माण सामग्री