Crystallite size distribution and dislocation density in nanocrystalline silicon nitride powders produced by two different procedures

Gubicza, Jenő and Ribárik, Gábor and Szépvölgyi, János and Mohai, Ilona and Ungár, Tamás (2001) Crystallite size distribution and dislocation density in nanocrystalline silicon nitride powders produced by two different procedures. Materials World, 2 (2). pp. 1-8. ISSN 0967-8638

Preview

Text 1115956.pdf Download (839kB) | Preview

Abstract

Két különböző eljárással készült nanokristályos szilicium-nitrid por mikroszerkezetét vizsgáltuk röntgen vonalprofil analízissel. Az egyik mintát termikus plazmában SiCl(4) és NH(3) gőzfázisú szintézisével majd kristályosításával készítettük, míg a másik egy a kereskedelmi forgalomban kapható por, amit szilicium nitridálásával majd őrlésével állítottak elő. A porok szemcseméreteloszlását és diszlokációsűrűségét röntgen vonalprofil analízissel határoztuk meg. Megállapítottuk, hogy a nitridálással és őrléssel előállított por szemcséinek átlagos mérete kisebb, míg eloszlásuk szélesebb mint a plazmában előállított mintáé. Mindkét por diszlokációsűrűsége 10(14) és 10(15) m(-2) között volt. A röntgen diffrakciós mérésből meghatározott szemcseméret jól egyezik a fajlagos felületből számolt értékkel és az elektronmikroszkópos megfigyelésekkel. | Two silicon nitride powders were investigated by high resolution X-ray diffraction. The first sample was crystallized from the powder prepared by the vapor phase reaction of silicon tetrachloride and ammonia in thermal plasma while the second was a commercial powder produced by the direct nitridation of silicon and milling. Their crystallite size and dislocation density were obtained by the recently developed procedure of diffraction profile analysis. In this procedure assuming spherical shape and log-normal size distribution of crystallites, the Fourier coefficients of the measured physical profiles are fitted by the Fourier coefficients of well established ab initio functions of size and strain peak profiles. The anisotropic broadening of peak profiles is accounted for by the dislocation model of the mean square strain in terms of average dislocation contrast factors. The area-weighted average particle size calculated from nitrogen adsorption isotherms was in good agreement with that obtained from X-rays. The powder produced by silicon nitridation and milling has a wider crystallite size distribution with a smaller average size than the powder prepared by vapor phase reaction in thermal plasma and subsequent crystallization. The dislocation densities were found to be between 10(14) and 10(15) m(-2).

Actions (login required)

Edit Item