Question

氮化硅(Si₃N₄)是一種非氧化物高溫陶瓷結構材料，粉末狀的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸氣和NH₃的混合物反應制取。粉末狀Si₃N₄對空氣和水都不穩定。但是，將粉末狀Si₃N₄和適量MgO在230×1.01×10⁵ Pa和185 ℃的密閉容器中熱處理，可以得到表面結構十分緊密、對空氣和水都相當穩定的固體高溫結構材料。

(1)寫出由SiCl₄和NH₃制備Si₃N₄的反應方程式。?

(2)分別寫出粉末狀Si₃N₄和H₂O、O₂反應的方程式。?

(3)為什么結構緊密的固體Si₃N₄不再受H₂O和O₂的侵蝕？?????

Answer 1

解析：SiCl₄與NH₃反應生成Si₃N₄的同時應該有HCl生成。Si₃N₄與水反應生成SiO₂，同時應該有NH₃生成。同樣，Si₃N₄與O₂反應時，產物應為SiO₂和N₂。Si₃N₄與MgO在密閉容器中熱處理時，Si₃N₄固體表面會有SiO₂生成。

(3)Si₃N₄與MgO在密閉容器中經高壓、加熱處理后，使Si₃N₄固體表面形成了一層SiO₂保護膜，阻止了Si₃N₄被H₂O、O₂侵蝕。