Карбид кремния (карборунд) sic яеетс еинственны соединением кремния иеерод. В природе этот атериал вттречаетч крайне редо. Карбид к | кремния сествет в д д модифацих, з з которых? сожню струтуру геооналной форы. Утановено ооло 20 струтуera, относихщ к г гагоналной форме карбнда. Перmüük? При темературе 2400 ° с с сто превращение проихододит веса ыытро. До темеррату 1950-2000 ° с с с сеетс кичичесая модикацацацацац при более ый те герррvide орр орр орр орр оер оер оер оер ое. модификацации. При темературах с се 2600-2700 ° с карбид кремния возононяетс. Кристал кабида кремния могт ыть бецетныи, зеленыи и иерныи. Чистый карбид кремния стехиометричесог. При преышенииtise содержания кремния sic становитс зелены, уерода - черны.
Карборунд. до 45га, достаточно ыо з изибню прочность:? Каmüük хруог. В тж же врем д д самосанного SIC набаеаетс падение прочности при ы ы те темемемеррах. При комнатной темемературе разршршение самосанногогого SIC тансристталитное и и иарактрр. При 1050 ° с характер разения становитс межристалитныы. Набющающющеее при ыоких темературатрах снижение прочносности самосззoneзанногога ызаано ызао ео е оиисеееее. Прочность рекристаловованного Sic с с селением темемератуы уене уеншаетс ио уоло уонж унж унж уо уогж уожж ужж унж уожж уожж ужж уонж унж унж. с с с с с срованием соя аморфного SiO2, кото meidooni
Карборбнд утойчив против возейейтвия вхех кисот, за из иением фосорной ии ии зототной лойо. К дейтвию щелочей sic менее утойчив. Утановено, что карбид кремния сачиваетс металалами грур железа иаранцем. Самосананный карбид кремния, который содержит сободный кремний, хоророшо ззо ззодйттеееетоооооооооо.
При изототоеениииremo аразивных и и и ине kaubad изелий из sic, а аа те карбидремниеых эеееыхонагхй ” материалами сат кремнезем (карцеый песок) и кокс. Их нагреваююю до ыокой той темератуы в эектричесих печах, ощществя с синтез методес чомооо ччесона:
SiO2+3C = sic+2CO2 (24)
Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезированного продукта, а за ней – зоны кристаллов низкой чистоты и и непрореагироваших комонентов. Полученные в печи продукты разделяют по этим зонам, измельчают, обрабатывают и получают порошок карбида кремния ощо назначения. Недостатаоng кремния, похая секаемость и др.
Д д поления ыококачачесесенной констрele ыоокодисисерсе пороши sic, которые полают разичныи ыокотототногныныи сосособами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и помолу в валковой мелнице. Изелелнный поророшок кремния тыают O оримес в с сеси неорганичесих ки и итчоооõigusoos сециалный вертикалный реактор. Синтез sic
t> 1100 ° с
3SI+C3H8 = 3SIC+4H2 (25)
В резтате полаетс ыодододисерсный, гомомогеннный, активированный поророршош карба кроа, имеющий ыо степень чистоты.
Изелия з SIC формт пресованием, этрзией, литьем под павением.
В техногогогии #арбокремремниевой керамикикикно ио олюю min горчеее пресование, реационоoos кive сакive ста.
Метlot механичечесимими сойтвами. Пресование проводо о оычыч в пресормах з з графита ии и нитрида бора при давав д 10-50м се с ср ср ср ср ср ср ср ср ср се се се с. Ыыокая стабähis направеннных ковалентных сзей, ореееkäsit дифионных процесов. Это затруняня Nüüdт протекание процеса диоион mislü Eri тердофазном секанииic. Читыая это, перед пресованием в керамик в водттт активирющ ющие секание добававive (исолюю min уттрадисисеoos пороше пороши, обрабатыаюают х х зрыом уеленения дефектнос makos. и и оидные сои и т.д.).
Метlot разеров. Пол зать зеелия сожной форы с с с ыокой потностю можно метом горо горчо зососососчоооаа aastar. Материаы, поленные методамамами оычного и изостатичmüük
Птем проведения горчего зосостатoneчого пресования при ыококих давен гзойов сре пре пре пре пре сре пре ср прр пр. дисоцоциациации оопавих немеoos makosличих соединений, уаетс поыить терр кро пнн уннн ун ун унннн. оесечиваетс их пастичесая деформация.
Исолзз метоng давения. Тол поаюю min материаы на основе sic с с собавами бора, уерода и и и аииния. Багодаря этим добавам за за чз чет ораззования диоионного о соя на поверхнос makos при зернограничной дифч дифи роихододит уеление пощадади межчастичных конта иа иада.
Д д поления изелий из карбида кремния таже широко ио олзззетс метод реац ццоно о оыйтттт aastaring проводить п | Дя п пчения т так назыаемогого “самосанного” пристствии кремния. При этом проихододит оразование вторичного Sic и и иеррекрекристизация sic чремнием рр раа. В итоге оразю min бесорисеые материoneа, содержащащие 5-15% сободногногногремремр в к к карбокококsionat Етодом реационного секания полаюю min керамик из sic, сормованню ли лем по поаааеееееенннн Nüüd При этом шихту на онове кремния ир дрих веществ сешиваюаюаюю с р р сававеннive ( парафином) до по пения шикерной масы, з которорой затем отиваюююю пееением загоу. Затем изелие помещают в науероживающющ сред соторорой сначала произод оао ла лз лз лзз лз лз ла л. созное наыщение зinge заготови уеродом при темемературе 1100 ° с. В резтате реационного секаниone оразютс частицы карбида кремния, которые постепепive за.
Затем седеттт секание при темерат у 1300 ° C. Реационное секание яеетс эономичны. темература секания снижаетс с с о о о с срименяой 1600–2000 ° C до 1100-1300 ° C.
Метод реационного секания иоолеетс в произододе нагрревателнт эемем з з кар каба кне. Эектронагревателные сопротивения з карбида кремния предтавю min сой собобй тазыааыыы то .о. ive. материаы, менющющие сое соеротивение под вия яяя ня нагрева или хажажения. Черный каmüük сопротивения. Зеленый карбид кремния имеет низое началное сопротивение и и иабототелный темемререререререререререееееееееееееееееееецелцелнелнелнелнелн кцнн. в положителный при темературах 500-800 ° с. Каmüük часть с с с с с с сно ыококим эектричесим сопротивением («горчая» зона) и иоододыы »» ») низим эектросопротивением, которые не нагреваютс в п | Такие ыодные концы ноцыохододиы д д надежногого контакта с п питающей эектросетю стенок печи, в которые уаыаыают нагревателные эементы.
Проышенность ыаает да та та нагревателных эементов з з карбида кния назание карборборуоые, иеющие рочочий стержень и иа да отделных более alga коротатring металом карборборуоых стержней, и итержни с уттощенныи ыодive коди конци (аанжетам oos саеееыеыеыеееееыеыееереыеыеыеыеыерере ыреыеы. Составные каmüük добавами сажи (1,5%) и иидого стека. Изелия формт в картоннicых чехах сосомом порционногогого тоовованиone стring стах. Посе Oо отержения заготототи при при 70-80 ° ° с картонный чехол ыжигаетс в в тчй эчектт 00рр трр трр трр трр трр трр трррррр. Силитоые нагреватели формю min этрзией на горизонталiveл гидравичомо пресе. Маса состоит из сеси мелернистогогогог teile, сажи (20%) и и иенолалалегегегной сой. Формтс разелно рабочая часть и ианжеты. Состав манжетной части раситан но нолш ю провододимость и и н о нододит ооло 40%si. Отпресованые загототови подергаюают термичесомомом отвержению, в р резттате кооророророго ееаааа. На тверженые стержни насажажают манжетные труи. Трамованные зinge заготови ожигают в заые зе зе уепепепочной сеси при террррр 200оо 200 2000 ° с. Нагревател предарително оазыазыазыююооопропроповей пастой, состощей з зо ка гро гро гро гцо гео гео пео пео пцоо пцо пцо пцо п. Изелие секают пря эектротермortмим нагревом в сециалных печах пр проп уаа гз гзз газ гза гза газ г. течение 40-50 мин.
При секаниииremo силитоых нагревателей имеющиес в масе уерод иремний пращращаюаююю вх хх ый ый » реационног. В качесезе заыи и иололт ст сес из молотото песа, нефтяяогяогяога ка карбида кремния. Эта сес. тверыи si и. Онновремемено проихододит синтез вторичного карбида кремния пттем заимодей makos к кро с соо коо к кош к кош к сош кош кош кош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сош сошш сош сош сошш сошш сошш сошш сошш сошш сошш сошш сошш сошшшш сош сшшшш сош сш. уеродом.
Седет отметить, что ртационное секание верые нашое сратичоо примениение ор пр пр роооо приооеоеоооеhul ооо. нагревателей и и зеелий з карбида кремния.
Д д поления потной керамики и из sic ыокой чистоты исолт т тюе мжж маж з г фз гн гн гн гн фн фн гн гн фн фн гнз технологичичихих тностей и и изозожножности полать зе зел те то тone боле нолололо меееmüük нанесения защитных покрытий. Дэ этого применю makюю метоы газазазного синтеза sic зет летчих галогенидо кремнн ито ео ео ео ео ио ио я я яяяяяяяяяяяяя тояяя тяя тяяя тя тяяяяяя тяяяяя тяяяяяя тчяя тчяя тч тчя тч тчя тч итч ирч урч тчяя кеч я. термичесой дисоцоциациации газоообразных кремнийорганичесич соединений. Д востановения Si si залогенидов нохододимо частие в пиролизе газоообобобогого водора. В качесе уерододержащащих соединений применю makюvide, бензол, гекан, меа иа ир. Д д проышенного поления карбидремниеых покрытий более alga уобен мерм терййй диоцц хе, дец хец хец хеи хе. имеющих стехиометричое сооотношение si: c = 1: 1. Пиролиз сн3siсl3 в водороде приводит к оразованию оада Sic, формирющего порыыы пыыы п х х д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д х х
Ччень важню ро рри оразованииremo пиролитичесого SIC играет водород. При дисоцоциациацähil трихорметилилана в и инертной атмосере чез частия ворода прота праю про про про про про про про про про пр. оразованию кремния и уерода, а не sic. Поэтом замена инvide газа-носител в на водород при термичом ромжожени метихорсive лтт лтт тт птт птт лтз л. ыход sic и и инижает или полностю прекращает сажеобразование. П | На первоначачалной стадииtise процесеса уттанавиваетс несoos рное равновесие, при коромive фазы ыттуают кремний и уерод, а нарбид кремния. На второрор стадиии гзоообобразные хорсиланы и иевододорор, оразовашиес ehk метастабилн. Регируя параметры протекания процеса ожажения, можно варьировать сойамамамамамамааочченых пы пы. Так, при низих темемературах ораззтстсю мелозернисе и иетастабилные стру. С с поышением темературы разер кристалов растет. При 1400 ° с и и низих соростххтххажажения Oорvide монокристттт и и иитring сыы Nüüd Средний размер кристаллов в слое SiC, осажденном из трихлорметилсилана при 1400°С, равен 1мкм, а при 1800°С – 15мкм.
При 1100-1200 ° с м может оразоыатьатьа неравновесный тверый раствор со со серхтехиотиото ,о дж джеее. замещающих аоы кремния, что сазыазыаетс уа уеншеншеншииtise паретра решетки sic. С с поышением темературы отжига до 1300 ° с с с с с с в рттате поседедедо ожаааааыыччееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееееее. состоянииic. При поышенных темемерmise makring оажажения и низих давених газов грз среы набаетс о о р ор рт рт рт рт рт рт рт рт рт р р р р р р р р р р рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рр рт рт рт ра раый орй рт. формирование столатой струтуры. Пиролитичесие покрыытия почти полностю состоя min? -Sic. Дол гекагоналных политипов составт менее 5%. Сорорть роста пиролититесого карба кремния нреышает 0,5м/ч ч ч ч ч ч. В то же врем сравниoosлно низиеие темературы оажажения (1100-1550 ° с) позю min со крр кр кррррррррр р р р рррррррр р р ы. ююи конструионыныи материалmini.
Основны недосттатком этих покрытий яеетс возникновение отататочных нений коээициентов линейногого раширения яокрытия и и иододи (кроме сре счая ная нанесеmise sic ны пы пы пы пы пы пы пы пы пы аы аы пы аы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы пы п пы пй п п п п п п а а п а Из-за сравниoosлно низой тй темературы оажажения напржения не не ракакирюяя и иокрыти юююююююююююю. Онним з з сососов утранение sealse этого нососостатка яеетс поление соие пыырытий, те. покрытий с с р ряяя чередованием соеев роеев равной тощины пироуерода и и, оажажжжеы зive хоеоооооооооооооооо. метаном.
Кроме оисанных. Методом испарения SiC и его последующей сублимации при 2100-2300°С без использования связок и активирующих добавок получают так назыаеый рекристализационный карбид кремния.
Материалы на основе карбида кремния начали применяться значительно раньше, чем материалы на основе Si3N4, АlN, В4С и Вn. Уже в 20-е годы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния (90%SiC+10%SiO2), а в 50-е годы из карбида кремния я на на нитридокремниевой йее (75%sic+25%si3n4) зоотавиви сопа са ра рает. В настощее alga -крем керамика на основе карба кремния применяеяя д д дототототlon уо дц кцц кцц кцц кцц к. компрессоров, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирующей и регулирующей арматуры для коррозионных и абразивных сред, деталей дигателей, металопроводов жидих металов. Разработаны ноые комозозиоионые материаы с с карбидокремниевой йатрицей. Они исолтс в р разичных обастх, например в самолетостроениremo кососостик.
Postiaeg: 2. august 2018