Journal of thermal analysis

, Volume 41, Issue 1, pp 135–146 | Cite as

Kinetic studies of the reactions between silicon nitride and carbon

  • H. Wang
  • G. S. Fischman
Article
Received:
Revised:

Abstract

The reactions between silicon nitride and carbon take place in two stages, the surface silica of silicon nitride powders reacts with carbon first followed by the decomposition of silicon nitride and the residual silicon reacting with carbon. The kinetics of the two stage reactions has been studied by isothermal thermogravimetric analysis. Physico-geometric models for both of the reaction stages have been proposed, and the kinetic parameters have been calculated. The implications of the kinetic models and parameters are discussed.

Keywords

isothermal TG kinetics solid state reaction silicon nitride and carbon 

Zusammenfassung

Die Reaktionen zwischen Siliziumnitrid und Kohlenstoff verlaufen in zwei Teilschritten. Zuerst reagiert das an der Oberfläche des Siliziumnitrides vorhandene Siliziumoxid mit Kohlenstoff, dem folgt eine Zersetzung von Siliziumnitrid und das zurückbleibende Silizium reagiert mit Kohlenstoff. Die Kinetik der beiden Teilreaktionen wurde mittels isothermer thermogravimetrischer Analyse untersucht. Es wurden physikogeometrische Modelle für beide Reaktionsschritte vorgeschlagen und die kinetischen Parameter berechnet. Bedeutung von kinetischem Modell und Parametern werden diskutiert.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    H. Y. Wang and G. S. Fischman, J. Am. Ceram. Soc., 74 (1991) 1519.CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    H. Y. Wang and G. S. Fischman, Ceram. Eng. Sci. Proc., 12 (1991) 2135.CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    H. Y. Wang and G. S. Fischman, Ceram. Eng. Sci. Proc., 13 (1992) 722.Google Scholar
  4. 4.
    H. Y. Wang and G. S. Fischman, Thermochim. Acta, in press.Google Scholar
  5. 5.
    K. N. Nina, J. Thermal Anal., 35 (1989) 1267.CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    W. E. Brown, D. Dollimore and A. K. Galwey, Reactions in the Solid State, Vol. 22 of Chemical Kinetics. Ed. C. H. Bamford and C. F. H. Tipper. Elsevier Scientific Publishing Company, New York 1980.Google Scholar
  7. 7.
    S. F. Hulbert, J. British Ceram. Soc., 6 (1969) 11.Google Scholar
  8. 8.
    M. Maciejewski, J. Thermal Anal. 38 (1992) 51CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    J. H. Flynn, J. Thermal Anal., 34 (1992) 367.CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    P. K. Gallagher and D. W. Johnson, Jr., Thermochim. Acta, 6 (1973) 67.CrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    J. J. Biernacki and G. P. Wotzak, J. Am. Ceram. Soc., 72 (1989) 122.CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    N. Klinger, E. L. Strauss and K. L. Komarek, J. Am. Ceram. Soc., 49 (1966) 369.CrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    JANAF Thermochemical Tables, 3d ed., American Chemical Society and American Institute of Physics for National Bureau of Standards, 1986.Google Scholar
  14. 14.
    M. Maciejewski, J. Thermal Anal., 33 (1988) 243.CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    J. Behnisch and H. Zimmermann, J. Thermal Anal., 33 (1988) 1267.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© John Wiley & Sons, Limited and Akadémiai Kiadó 1994

Authors and Affiliations

  • H. Wang
    • 1
  • G. S. Fischman
    • 1
  1. 1.New York State College of Ceramics at Alfred UniversityAlfredUSA

Personalised recommendations