Karbid kremniya (karborund) SiC gedir. В природе этот материал встречаться крайне редко. Karbid kremniya suщestvuet v dvux modifikasiyaları, dən ?-modifikasiya həyata keçirilir politipnoy və predstavlyaet soboy slojnuyu strukturu geksaqonalnoy formaları. Установлено около 20 структур, относящихся к geksagonalnoy fore karborunda. Perehod ?-SiC>?-SiC 2100°С-ə uyğun gəlir. Temperatur 2400°С это превращение происходит весьма быстро. Do temperatur 1950-2000°S obrazuetsya kubicheskaya modifikasiya, при более высокой температурае образуются гексагональные модификации. Prim temperatur 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Kristalli karbida kremniya ola bilər ki, pulsuz, zelenimi və çernimi. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышений содержания кремния SiC становится зеленым, углерода – черным.
Karborund imeet очень высокую твердость: H? 45ГПа-a qədər, məhsuldarlığı təmin edir: ?изг-ə qədər 700МПа. Karbidokremniyevaya keramika sohranyaet nümunəvi postoyannuyu prochnosty do yüksək temperatur: temperatur perehoda ot xrupkogo k хрупкопластическому разрушению üçün 2000°С. В то же время üçün самосвязанного SiC наблюдается падение прочности при высоких temperatur. При комнатной temperature разрушение самосвязанного SiC транскристаллитное и носит характер скола. 1050°С temperaturda meжкристаллитным разрушения становится. Nabлюдающееся при высоких температурах снижение прочности самосвязанного SiC öz əksini tapır. Prochnost reкристаллизованного SiC с увеличением temperaturы nə umenьшается и, более того, возможно ее увеличение, связанное ее увеличение, связанное с образованием sloya amorfnoq SiO2, otoryy zalechivaet defekty na poverxnosti və vo slvnoy axtarışları.
Карборунд устойчив против воздействия всех кислот, за исключением фосфорной и смеси азотной и плавиковой. К действию щелочей SiC менее устойчив. Установлено, что карбид кремния смачиваться металлами группы железа və марганцем. Самосвязанный карбид кремний, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
SiC-dən identifikatorlar, məsələn, karbidokremniyevыx elektronagrevateley, isxodnыmi materialami sлужат кремнезем (кварцевый песок) və koks. Их нагревают до высокой temperaturы в электрических печах, осуществляя sintez metodom Achesona:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Zərərli elementlər (kerna) zona sintezedici məhsula malikdir, a za ney – zonaları kristallləşdirən nisbi quruluşlar və komponentlərin nəproreagirovavişividir. Полученные в печи продукты разделяют по этом зонам, измельчают, обработать və получают порошок karbida kremniya общего назначения. Недостатком данных порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями, bolshoe soderjanie dioksida kremniya, плохая спекаемость və s.
Tərkibində yüksək keyfiyyətli konstruksiya keramika nəobhodimo istifadə olunur, homogennыe, yüksək keyfiyyətli SiC, müxtəlif yüksək texnologiyalı konstruksiyaların istifadəsi. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению və помолу в валковой мельнице. Измельченный порошок кремния отмывают от примесей в смеси неорганических кислот и направляют на тонкое измельчение в специальный вертикальный reaktor. Sintez SiC osuществляется в реакторе подачей Si v xüsusi opla, a vmestoy syatoho воздуха подается пропан:
t>1100°С
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
Nəticədə yüksək keyfiyyətli, homogen, aktivləşdirilmiş poroşok karbida kremniya monofraktsionnoq sostava, imeyuщiy vыsokuyu stepeny təmizlik əldə edilir.
SiC-dən izdeliya formulları pressovaniem, ekstruziey, litem под давлением.
V texnologii karbidokremniyevoy keramiki qәdәr sәslәnmәlәr, reaksiyalәr vә aktivlәşdirilmәyә mәlumat verir.
Metod yüksək təzyiq materialı ilə təcrid olunmuş teoretik və mexaniki mexaniki vasitələrin köməyi ilə əldə edilir. Pressovanie provodyat обычно в прессформах из графита və ya nitrida bora при давлениях 10-50МПа və temperatur 1700-2000°С. Высокая стабилность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная с наличием жестких направленных ковалентных связей, определяет разкую концепции və подвижность defektov reshetki, zatormojennosty prosessoru. Bu zatrudnyaet protekanie protsessa diffuzionno-vyazkgo techeniya, cavabdehlər üçün massoperenost və uplotnenyya üçün tverdofaznom spekanie. Учитывая это, перед прессованием в керамику вводят aktiviruyuщie spekanie dobavki və ya provodyat fizicheskoe aktivləşdirmə (istifadə olunur, yüksək oksit və oksidləşmə üçün istifadə olunur).
Metod горячего прессования позволяет получать toлько изделия dovольno prostoy formy və относительно небольших размеров. Tərkibindəki izolasiya formalarını istifadə edə bilərsiniz. Materialı, yüksək keyfiyyətli üsulları obyektiv və izostaticheskogo yüksək təzyiq, blizki po svoim svoystvam.
Putem provedeniya qoryaçeqo izostaticheskogo pressovaniya üçün yüksək səs-küylü qazovoy sredы (1000MPa), prepyatstvuyuschix dissosiasiyaları tugoplavkix nemetalicheskix soedineniy, udaetsya povysity temperaturu prossessya do urovnya, qəbulu.
İstifadə metodu SiC-dən 90% -dən çox istifadə edilmədən başqa bir şəkildə istifadə edilə bilər. SiC ilə əsaslı materiallardan istifadə edin, uğler və alüminiya. Blagodarya etim dobavkam za schet obrazovaniya diffuzionngo sloya na poverxnosti chastits, onlar consolidacii və ukrupniya pri zernogranichnoy diffuzii proishodit uvelichenie ploschadi mejchastichnıx kontaktov və usadka.
Карбида кремния identifikatorundan istifadə etməklə eyni zamanda reaksiya metodunu istifadə edin, proses provoditləri ilə yanaşı, temperaturu və tədarükünü tənzimləyin. Dля получения так называемого “самосвязанного” karbida kremniya provodyat spekanie pressovok-dan SiC və углерода присутствии кремния. SiC və перекристаллизация SiC cherez kremnievyy rasplav. Bu materialı mükəmməlləşdirir, karbidokremniyevoy matrisdə 5-15% dəyişməz kremlər yaradır. Metodom reaksionngo spekaniya, həmçinin SiC-dən keramiku istifadə edir. Bu əsas kremləri və digər vəhşi əşyaları idarə edə bilərsiniz. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой сначала производят отгонку легкоплавкого связующего, a zatem skvaznoe nasыщение заготовки углеродом при temperature 1100°S. Nəticə etibarı ilə reaksion spekaniya formalaşır, karbida kremi çıxarılır.
Затем следует спекание при температурае 1300°C. Reaksionnoe spekanie является экономичным процессом благодаря применению недорогоо термического оборудования, temperatur spesifikasiyası 1600-2000°C-dən 1100-1300°C-ə qədər.
Metod reaksionnoq spekaniya istifadə edərək, karbida kremniyadan istehsal olunan nagrevatelnıx elementov. Elektroagrevatelnыe soprotivlenia is karbida kremniya predstavlyayut soboy tam nazyvaemыe termistory, s. e. material, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева və ya охлаждения. Черный карбид кремния имеет высокое сопротивление при комнатной temperaturе и отрицательный температураный коэффициент сопротивления. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление и слабоотрицательный temperaturный коэффициент, переходящий в положительный при температурах 500-800°С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) sərxoş sterjen və ya trubku, imeyuschuyu srednyuyu iş vaxtı s otnositelno vыsokim elektricheskim soprotivleniem («goryaçaya» zonası) «electr йе не нагревются в процессе эксплуатации печи. Takie vыvodnыe kontsы neobhodimy üçün nadejnogo kontakta və pitayuschey электросетью, və üstəlik predohraneniya üçün razrusheniya stenok pechi, kotorыe ukladыvayut nagrevatelnыe elementləri.
Proмышленность выпускает выпускает два типа нагревательных элементов из карбида кремния: sostavыe nagrevateli, poluchie nagrevatie karborundovыe, imeyuщie rabochiy sterjeny və iki otdelnix bolee korotkix kontaktnıxster vыvoda metal, propiska щенными выводными концами (манжетами) – силитовые нагреватели. Sostavnıe karborundovыe nagrevateli formuyut from polusuhoy mass, sostoyaschey from krupnozernistoq poroshka zelenoqo SiC ilə dobavkami saji (1,5%) və jidkogo stekla. Изделия формуют в картонных чехлах способом порционного трамбования на станках. После отверждения заготовки при 70-80°С картонный чехол выжигается в трубчатой электропечи при temperature 800-850°S. Silitovыe nagrevateli formuyut ekstruziey na gorzontalnom hidravlicheskom presse. Massa sostoyit iz smesi melkozernistoq SiC, saji (20%) və fenolformaldegidnoy smola. Formuyutsya раздельно рабочая часть и манжеты. Sostav manjetnoy chasti rasschitan na bolshuyu provodimost və heç bir halda 40%Si. Təzyiqlərə cavabdehdir, nəticədə bir neçə smola polimerləşir. Na otverjdennıe sterjni nasajivut manjetnıe trubki. Трамбованные заготовки обжигают в засыпке из углепесочной смеси при температурае около 2000°С. Nagrevatel predvaritelno obmazыvayut tokoprovodyaschey pastoy, sostoyaschey from koksa, графита və кварцевого песка. Izdelie spekayut pryamыm elektrotermicheskim nagrevom v xüsusi pechah üçün propuskanii cherez zagotovku toka v 80-100A v texnologiya 40-50 min.
Pri спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод və кремний имеющиеся в «вторичный» SiC üçün mexanizmlər reaksionnoq spekaniya və xidmətlər üzrə paroobraznoq kremniya dən zəbtinin, çox помещаются обжигаемый нагрева. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса və карбида кремны. Эта смесь при температурае 1800-2000°С выделяет парообразный кремний и СО, проникающие внутрь заготовки и реагирующие с твердыми Si i S. Odnovremenno proishodit sintez vtorichno karbida kremniya putem взаимодействия кремния, soderjaschegosya в шихте, с углеродом.
Следует отметить, что реакционное спекание впервые нашло свое практическое применение именно в производстве нагревателей və изделий из карбида кремния.
SiC-dən plotnoy keramikadan istifadə etmək üçün istifadə olunur, bu kimi metodlar qazovoy fazdan çıxarılır, lakin texnologiyadan istifadə edilmir və nəvaziş əldə edilir. Bunun üçün qazofaznoq sintezi SiC-dən letuchi qalogenidov kremniya və углеводородов və ya termicheskoy dissotsiasiya qazoobraznıx kremniorqaniçeskix soedineni metodları tətbiq edilir. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газообразного водорода. Toluol, benzol, geksan, metan və s. İstehsal üçün karbidokremniyevыx təmizləmək olar udoben metod termicheskoy dissosiacii metilxlorsilanov, imeyuщix stehiometricheskoe sootnoshenyya Si:C=1:1. Пиролиз СН3SiСl3 в водороде приводит к образованию осадка SiC, формирующего покрытие при температурах 1400°С.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной atmosfere bez ucastiya vododa reaksiyaları protekayut, приводящие к образованию кремния və углерода, a ne SiC. Поэтому замена инертного газа-носителя на водород при термическом разложении метилхлорсиланов значительно повышает выход SiC və snijaet və ya tam prekraschaet sajeobrazovanie. Process взаимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в две стадии. На первоначальной стадии процесса устанавливается нестабильное равновесие, при котором в качестве конденсированной фазы выступают кремний və углерод, a ne karbid kremniya. Vtoroy stadiyas qazoobraznıe хлорсиланы və углеводороды, obrazovaвшиеся на первой стадии в концентрациях, отвечающих metastabilnomu ravnovesiyu, reagiruyut diger drugom ilə SiC. Регулируя параметры протекания процесса осаждения, свойствами полученных покрытий dəyişə bilərsiniz. Belə ki, niskih temperatur obrazuyutsya melkozernistыe və metastabilnыe strukturları. С повышением температурасы размер кристаллов растет. Pri 1400°S və niskix skorostyax osajdeniya monokristal və epitaxialnıe sloi SiC obrazuyutsya. Sredniy razmer kristallov v sloe SiC, осажденном из трихлорметилсилана при 1400°С, равен 1мкм, a при 1800°С – 15мкм.
1100-1200°S-də sverxstehiometricheskim soderjaniem atomov uglerod, atomy kremniya, skazыvaetsya na umenyshenii parametra reshetki SiC ilə nəravnovesnyy tverdyy rastvorı bilər. С повышением temperaturu otjiga to 1300°S və ya nəticədə ondan sonra svezobodnom sostoyanii zonasında istiləşir. Pri povışenыh temperaturh осаждения və низких давлениях газовой среды наблюдается ориентированный кристаллов və формирование столбчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Доля гексагональных политипов составляет менее 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния 0,5мм/ч. В то же время сравнительно низкие temperaturы осаждения (1100-1550°С) posvolyayut совмещать карбидокремниевые покрытия с любыми конструкционными материалами.
Osnovnыm nedosatkom etix porytiy yavlyaetsya возникновение остаточных напряжений, вызванное несоответствием температураных коэффициентов линейного расширения покрытия və подложки (кроме случая нанесения SiC на SiC) və anizotropiey təmizləmə. Из-за сравнительно низкой температураы осаждения напряжения не релаксируются и покрытия растрескиваются. Oдним из способов устранения эtoho nedostatka является получение слоистых покрытий, s. покрытий с регулярным чередованием слоев равной толщины pirouglerod və SiC, осажденным из смеси хлорметилсилана с metanom.
SiC-dən Krome описанных способов получения технической керамики, istifadə və digər. Metodom istifadə SiC və 2100-2300°S-dən sonra sublimasiyadan sonra istifadə olunur və aktivləşdirilir və aktivləşdirilir.
Si3N4, AlN, V4S və VN əsaslarında materialı əsaslı karbida kremniya naçali qəbul edir. Dioksida kremniyadan (90%SiC+10%SiO2), 50-dən çox karbida kremniyadan (75%SiC+24% istifadə) karbidokremniyevыe 20 ildən çox istifadə olunur. V nastoyaschee vremya keramika na osnove karbida kremniya primenyaetsya for isgotovleniya uplotnitelnyx kolets üçün nasosov, kompressorov, smesiteley, podshipnikov və valov üçün, doziruyuschey və reguliruyuschey арматуры üçün rütubətli, rütubətli deşiklər жидких металлов. Razrabotanы novыe kompozisionnıe materialları ilə karbidokremniyevoy matricey. Onları müxtəlif bölgələrdə istifadə edirlər, məsələn, samoletostroenium və kosmonavtikada.
Göndərmə vaxtı: 22 avqust 2018-ci il