Карбид кремния (карборунд) SiC является единственным соединением кремния и углерода. В природе этот материал встречается крайне редко. কার্বিড ক্রিমনিয়া স্যুশেস্তুয়েট দ্য двух модификациях, из которых?-মডিফিক্যাসিয়া является политипной и представляетсуйкуствует существует агональной формы. Установлено около 20 структур, относящихся к гексагональной форме карборунда. Переход ?-SiC>?-SiC происходит примерно при 2100°С. При температуре 2400°С это превращение происходит весьма быстро. DO температур 1950-2000°С образуется кубическая модификация, при более высокой температуре образуются гекадильская При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристаллы карбида кремния могут быть бесцветными, зелеными и черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышении содержания кремния SiC становится зеленым, углерода – черным.
কার্বোরুন্ড ইমেট ওচেন ভিসকোকুউ ট্রুডস্টিয়া: H? до 45ГПа, достаточно высокую изгибную прочность: ?изг до 700МПа. কার্বিডোক্রেমনিওয়ায়া কিউরামিকা сохраняет примерно постоянную прочность до высоких температур: температура перехода перехода температура перехода разрушению для нее составляет ২০০০°সে. В то же время для самосвязанного SiC наблюдается падение прочности при высоких температурах. При комнатной температуре разрушение самосвязанного SiC ট্র্যান্সক্রিস্ট্যাললিটনো এবং নোসিট হ্যারাক্টার স্কোলা। 1050°С характер разрушения становится межкристаллитным. Наблюдающеся при высоких температурах снижение прочности самосвязанного SiC вызвано его окислением. Прочность рекристаллизованного SiC с увеличением температуры не уменьшается и, более того, возможно ее увеличениевасяванного, аморфного SiO2, который залечивает дефекты на поверхности и во внутренних слоях изделий.
কার্বোরুন্ড устойчив против воздействия всех кислот, за исключением фосфорной и смеси азотной и плавиковой. К действию щелочей SiC менее устойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается металлами группы железа и марганцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изготовлении абразивных и огнеупорных изделий из SiC, а также карбидокремниевых электронагревателей, исходнымелжмеривателей кварцевый песок) এবং কোক্স। Их нагревают до высокой температуры в электрических печах, осуществляя синтез методом Ачесона:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезированного продукта, а за ней – зоны кристаллов низогисталов понентов Полученные в печи продукты разделяют по этим зонам, измельчают, обрабатывают и получают порошок карбичают порошок карбичмогеда. Недостатком данных порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями, большое содержание порошков карбида кремния ость и др.
Для получения высококачественной конструкционной керамики необходимо использовать высокочистые, гомогенные, гомогенные, гомогенные, всыпоченные ые получают различными высокотехнологичными способами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и помолу в валковей. Измельченный порошок кремния отмывают от примесей в смеси неорганических кислот এবং направляют на тонкое измевляют রেক্টর সিন্টেজ SiC осуществляется в реакторе подачей Si в специальные сопла, а вместо сжатого воздуха подается пропан:
t>1100°С
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
В результате получается высокодисперсный, гомогенный, активированный порошок карбида кремния кремния кремния кремния кремния кремния получается высокодисперсный пень чистоты
Изделия из SiC ফার্ম прессованием, экструзией, литьем под давлением.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно используют горячее прессование, реакционное и активированное спекание.
Метод горячего прессования позволяет получать материалы с плотностью близкой к теоретической и с высокимичает получать материалы Прессование проводят обычно в прессформах из графита или нитрида бора при давлениях 10-50МПа и температурах 1002-С. Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная с наличием жесткинхных наличием деляет низкую концентрацию এবং подвижность дефектов решетки, заторможенность в ней диффузионных процессов. Это затрудняет протекание процесса дифузионно-вязкого течения, ответственного за массоперенос и уплотнение процесса. Учитывая это, перед прессованием в керамику вводят активирующие спекание добавки или проводят физическое активодят физическое активирующие сные порошки, обрабатывают их взрывом для увеличения дефектности, удаляют с поверхности влагу и оксидные слод)।
Метод горячего прессования позволяет получать только изделия довольно простой формы и относительно небольших размельших Получать изделия сложной формы с высокой плотностью можно методом горячего изостатического прессования. Материалы, полученные методами обычного и изостатического горячего прессования, близки по своим свойствам.
Путем проведения горячего изостатического прессования при высоких давлениях газовой среды (1000МПа), неметаллических соединений, удается повысить температуру процесса до уровня, при котором обеспечивается ичамация ихампечивается.
Используя метод активированного спекания удается спечь отформованные изделия из SiC до плотности свыше свыше спекания удается спечь. Так получают материалы на основе SiC с добавками бора, углерода и алюминия. ব্লাগোডার্য়া ইতিম ডোবাউকাম и происходит увеличение площади межчастичных контактов и усадка.
Для получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционного спекания, который позволоплесь низких температурах и получать изделия сложной формы. Для получения так называемого "самосвязанного" карбида кремния проводят спекание прессовок из SiC এবং углерода впиврисяк и углерода. При этом происходит образование вторичного SiC এবং перекристаллизация SiC через кремниевый расплав. В итоге образуются беспористые материалы, содержащие 5-15% свободного кремния в карбидокремниевой матрице. Методом реакционного спекания получают также керамику из SiC, сформованную литьем под давлением. При этом шихту на основе кремния и других веществ смешивают с расплавленным легкоплавким органическим связуающим связуающим ( ной массы, из которой затем отливают под давлением заготовку. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой сначала производят отгонку легкоплавкого связуающеко связуающего, готовки углеродом при температуре 1100°সে. В результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепенно заполняют исходные порые.
Затем следует спекание при температуре 1300°C। Реакционное спекание является экономичным процессом благодаря применению недорогого термического оборудовамичения, с обычно применяемой 1600-2000°C থেকে 1100-1300°C।
Метод реакционного спекания используется в производстве нагревательных элементов из карбида кремния. Электронагревательные сопротивления из карбида кремния представляют собой так называемые термисторы, т. е материалы, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охлаждения. Черный карбид кремния имеет высокое сопротивление при комнатной температуре и отрицательный температурный коэпературный коэфил. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление и слабоотрицательный температурный коэфициент, пщеперевый коэфициент мпературах 500-800°সে. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представляют собой стержень или трубку, имеющую среднюю рабочую часть с относительно высоким электрическим сопротивлением («горячая» зона) и выводные («холодные») концы с более низким электросопротивлением, которые не нагреваются в процессе эксплуатации печи. Такие выводные концы необходимы для надежного контакта с питающей электросетью, а также для предохранения от предохранения от укладывают нагревательные элементы।
Промышность борундовые, имеюще рабочень и овава отдельных боолеоле ооротоныхооныхооооныхоныхооооооныхоныхоооныхоорооныхоооныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхоныхооооооооооророророচিত্র веоныхоныхороророророророচিত্র । Составные карборундовые нагреватели формуют из полусухой массы, состоящей из крупнозернистого порошка зелевкадогин жидкого стекла. ইজডেলিয়া ফার্মুয়ুট কারটোননых чехлах способом порционного трамбования на станках. После отверждения заготовки при 70-80°С картонный чехол выжигается в трубчатой электропечи при температуре 8005°. Силитовые нагреватели формуют экструзией на горизонтальном гидравлическом прессе. Масса состоит из смеси мелкозернистого SiC, сажи (20%) এবং phenolformalldегидной смолы. Формуются раздельно рабочая часть и манжеты. Состав манжетной части рассчитан на большую проводимость и в него входит около 40%Si. Отпрессованные заготовки подвергают термическому отверждению, в результате которого смола полимеризуется. На отвержденные стержни насаживают манжетные трубки. ট্রামবোভাননыe заготовки обжигают в засыпке из углепесочной смеси при температуре около 2000°সে. Нагреватель предварительно обмазывают токопроводящей пастой, состоящей из кокса, графита и кварцевого песка. Изделие спекают прямым электротермическим нагревом в специальных печах при пропускании через заготовку тока в 80-4015-এ.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод и кремний превращаются во «вторичный» SiC по механизмовых нагревателей ях выделения парообразного кремния из засыпки, куда помещают обжигаемый нагреватель. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса и карбида кремния. Эта смесь при температуре 1800-2000°সে Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содержащегося в шихогтем.
Следует отметить, что реакционное спекание впервые нашло свое практическое применение именно в производайстве спекание ক্রেমনিয়া
Для получения плотной керамики из SiC высокой чистоты используют также метод осаждения из газовой фазы, но и невозможности получать изделия толщиной более нескольких миллиметров он применяется для нанесения защитныхитных. Для этого применяются методы газофазного синтеза SiC из летучих галогенидов кремния и углеводородов или мецодородов или метододородов образных кремнийорганических соединений. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газообразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан и др. Для промышленного получения карбидокремниевых покрытий более удобен метод термической диссоциации метилхоциации метилхоциации, еское соотношение Si:C=1:1. Пиролиз СН3SiСl3
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной атмосфере без участия водорода протекают реакции, приводябращие приводящие , কোনো SiC নয়। Поэтому замена инертного газа-носителя на водород при термическом разложении метилхлорсиланов значительно повжательно лностью прекращает сажеобразование. Процесс взаимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в две стадии. На первоначальной стадии процесса устанавливается нестабильное равновесие, при котором в качестве конденсированной фазуан не karbid kremnia. На второй стадии газообразные хлорсиланы и углеводороды, образовавшиеся на первой стадии в концентрациях, образовавшиеся в концентрациях, отубразные ию, реагируют друг с другом с образованием SiC. Регулируя параметры протекания процесса осаждения, можно варьировать свойствами полученных покрытий. তাই, при низких температурах образуются мелкозернистые и метастабильные структуры. С повышением температуры размер кристаллов растет. При 1400°С এবং низких скоростях осаждения образуются монокристаллы и эпитаксиальные слои SiC. Средний размер кристаллов в слое SiC, осажденном из трихлорметилсилана при 1400°С, равен 1mkm, а 1800°С – 15mkm।
При 1100-1200°সি ы кремния, что сказывается на уменьшении параметра решетки SiC. С повышением температуры отжига до 1300°С или в результате последующего отжига избыточный углерод выделовявотоясной углерод. При повышенных температурах осаждения и низких давлениях газовой среды наблюдается ориентированный рост кристалованный рост ктуры Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Доля гексагональных политипов составляет менее 5%। Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0,5mm/ч. В то же время сравнительно низкие температуры осаждения (1100-1550°সে) ныmi materialami.
লোক ного расширения покрытия и подложки (кроме случая нанесения SiC на SiC) এবং анизотропией покрытия. Из-за сравнительно низкой температуры осаждения напряжения не релаксируются и покрытия растрескиваются. Одним из способов устранения этого недостатка является получение слоистых покрытий, т.е. покрытий с регулярным чередованием слоев равной толщины пироуглерода и SiC, осажденным из смеси хлорметилсилометилси.
Кроме описанных способов получения технической керамики из SiC, используются и другие. Методом испарения SiC এবং его последующей сублимации при 2100-2300°С без использования связок и активирующей активирующей ый рекристаллизационный карбид кремния.
Материалы на основе карбида кремния начали применяться значительно раньше, чем материалы на основе Si3N4, ALN, Вин4. 20-е годы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния (90%SiC+10%SiO2) , мния на нитридокремниевой связке (75%SiC+25%Si3N4) изготавливали сопла ракет. В настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных колец для насопосов, шипников и гильз для валов, дозирующей и регулирующей арматуры для коррозионных и абразивных сред, детаговлодем сред жидких metallov. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении и в космонавтике.
পোস্ট সময়: আগস্ট-22-2018