Transport effects in the manufacture of reaction-bonded silicon nitride

Authors


Abstract

The transient behaviour of the exothermic, irreversible, silicon-nitrogen reaction is analysed, using mixed type boundary conditions to represent external resistances. The mathematical model incorporates a sharp cut-off reaction into the moving reaction zone, in the heat mass transfer field, and the resulting system of equations is solved numerically using an explicit finite difference scheme. Effects of varying the Thiele modulus, Prater temperature and Biot number are examined, together with the different geometrical effects. The results are graphically presented and interpreted.

Abstract

On analyse le comportement transitoire de la réaction exothermique et irréversible qui se fait entre le silicium et l'azote en employant des conditions-limites mixtes pour représenter les résistances externes. Le modèle mathmatique introduit une discontinuité brusque du champs de transfert de masse et de chaleur dans la zone mobile de réaction. On résout numériquement le système d'équations qui en résulte au moyen d'un système aux différences finies explicite.

On examine les effets que produit la variation du module de Thiele, de la température de Prater et du nombre de Biot ainsi que les différents effets géométriques; on présente sous forme graphique les résultats obtenus et on en propose une interprétation.

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