Silikoonnitriid Si3n4

Räninitriidtooted võib vastavalt protsessile jagada reaktsioonipaagutamistoodeteks, kuumpressimistoodeteks, atmosfäärirõhul paagutamistoodeteks, isostaatpressimise paagutamistoodeteks ja reaktsiooniga rasketeks paagutamistoodeteks. Nende hulgas on räninitriidi tulekindlate toodete tootmiseks tavaliselt kasutatav meetod reaktsioonipaagutamine.

Räninitriidi toodete tootmine reaktsioonipaagutamise meetodil seisneb peeneks jahvatatud ränipulbri (osakeste suurus on tavaliselt alla 80 μm), vormimise mehaanilise või isostaatilise pressimise teel, pärast rohelise keha kuivatamist, kuumutamist 1350–1400 kraadini lämmastikus. ja põletamise ajal samal ajal nitriidi. Selle tootmismeetodi puhul mõjutavad tooraine tingimused, põletusprotsess ja atmosfääritingimused toote toimivust suurel määral.

Ränipulber sisaldab palju lisandeid, nagu Fe, Ca, Aì, Ti jne. Fe loetakse reaktsiooniprotsessis katalüsaatoriks. See võib soodustada räni difusiooni, kuid samal ajal põhjustab see ka selliseid defekte nagu poorsus. Fe peamine roll lisandina: seda saab kasutada reaktsiooniprotsessis katalüsaatorina, et soodustada SiO2 oksiidkile teket toote pinnal; Moodustub raua-räni sulamissüsteem ja vedelas FeSi2 lahustatakse lämmastik, mis soodustab -Si3N4 moodustumist. Kui aga rauaosakesed on liiga suured või sisaldus liiga kõrge, tekivad tootel ka defektid nagu poorsus, mis vähendab jõudlust. Üldiselt on lisatud raua kogus 0~5%. Lisandeid, nagu Al, Ca, Ti ja muid lisandeid, on räniga lihtne moodustada eutektikaks. Sobiv lisandikogus võib soodustada paagutamist ja parandada toote jõudlust.

Mida peenem on osakeste suurus ja suurem eripind, seda madalam on põletustemperatuur. Võrreldes jämedama osakese suurusega on tootes suurenenud -Si3N4 sisaldus. Ränidioksiidi auru osakeste suuruse vähendamine võib vähendada toote mikroskoopilist pooride suurust. Sobiv osakeste suuruse suhe võib parandada toodete tihedust.

Temperatuuril on tugev mõju nitriidi kiirusele. Nitriidireaktsioon algab 970–1000 kraadi juures ja reaktsioonikiirus kiireneb umbes 1250 kraadi juures. Kõrge temperatuuri etapis, eksotermilise reaktsiooni tõttu, kui temperatuur ületab kiiresti räni sulamistemperatuuri (1420 kraadi), on räni kerge voolata, mis põhjustab ränipulbri korpuse sulamise ja kokkuvarisemise.

2023. aasta aprillis ühendas Leibnizi ülikooli fotoonika instituudi direktor Michael M. Kusi meeskond ühendas "hübriidtehnoloogia" abil indiumfosfiidist laseri, filtri ja räninitriidist valmistatud õõnsuse ning integreeris need ühele kiibile. 

2023. aastal valmistas Korea Materjaliuuringute Instituudi insenerikeraamika labori uurimisrühm elektrisõidukite ajamimoodulite jaoks räninitriidlaagrite kuulid. Räninitriidkuuli tehnoloogiat kasutavate hübriidlaagrite globaalne turg kasvab eeldatavasti enam kui 1,3-ni. triljonit võitu 2026. aastaks.