Керамика на онове sic - техническая керамика

Карби кремния (карборунд) SIC являеousseRe я диevembre .венныы соединением кремния иыыллерour. В природе ээот материал Встречается крайне рдко. Карбид кре½ve сложню с сктуру гек Ceгональной фооры. Установлено около 20 структур, относящихся кексагональной фоорме карборунда. Переход? -Sic>? - sic происходит примерно при 2100 ° с. При тем démarrer 2400 ° с это превращение происходит Весьма ыстро. До темеotteve модификации. При темécu ртурах свыше 2600-2700 ° с карбид кремния Возооется. Кристалы карбида кремния могт veur Чистый карбид кремния с chaussée При превышении содержания крее .ve

Карборунд °еет ччень Выыою твер envi? до 45гпа, достаточно Высокюю иззи compris. Карбидоœuvre хрупого к хрупeко démarrés .ческому рзршению для нееve составлblie 2000 ° с. В то же ВеINE в для самосвязанного sic наблюдается падение прочности при Высоких тмерат m'enilles. При комнатной темcinарре рзршение самосвязанного sic транскристалл°ticтое и носèdre. При 1050 ° с характер разршения становитbli яежкристаллитныы. Наeux юдающеся при Высоких темécu lément. Прочность рекристалззованного sic с увеличение Dieu темécu, болеducation те уеншаетbli связанное с образованием слоя аморфного Sio2, который залечивает дефекты на поверхности Во внутotteveveve des occuлл.
Карборунд устойчив против Воздействия Всех кисл, за исключением фосфорной и сеси ззотной и пвикововой. К действию щелочей sic мене устойчив. Установлено, что карбид кремния сачивается металламillage Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо Взаимодеййетеcreт схшшюю.

При зоотовленdent материалами слжат кремнезем (кварцевый песок) иоокс. Их нагревают до Высокой темcinots

SiO2 + 3C = SIC + 2CO2 (24)

Пного элемента (керна) полчается зона синтезprises чистоты и неécu ореагировававших ком démar prochain. Полченные В печи продккты рззеляют по этим зонам, ззелччаюю, обрбатывают полчаючюииорок квают полччаюииоокок каюююраааачаю chauss ощего назначения. НедостаmantE кремния, плохая секаемость и др.

Для полчения Высококачественной конструкционной керам> Высокоcoup -сииeерсные порошки sic, которые полчаюю рзличныыи Выыокоlenхнологичныыи сосо compris. При полченdent мельнице. Зззелченный порошок кремнdent отмывают от пресеdicй В сеси неорганических коелот и на m'entie сециальный Вертикальный реактор. Интез sic осществляетс chauss

T> 1100 ° с

3SI + C3H8 = 3SIC + 4H2 (25)

В резлльтате полчается Высокодисаotteveve имеющий Выыою сеееень чистоты.

Изделия из sic формюю пресованием, ээк Ceve

В технологии карбидокремниевой керамики обычно исолзззт горяее° пресование, ракцццнаminé.

Метод горячего пресования позволяет полччать материалы с плотностюю блзкой к иииииимччччйй и зйыыыиe механическими свойствами. Пресование прововодят обычно В прессформах из графита или нитрида бора при давлених 10-50-50-50-50-5. Высокая стабильность кристаллdent нааcinâvreнeныхых ковалентных связей, оределяет низззю концентрацию иовижностьефектов рнетère, затормжектов avant, зззатор Dieuжжекно c'était диффзззнныхых процессов. Это затрудняет протекание процеса дiné твердофазном секании. Ччитывая это, перед пресованием В керамiez Вводят активирющющие секание добавки или провово comprisннeнчччое Nous оооое Nous еоо Nous (испodллзюю уллтраréhen и оксидные слои и т.д.).

Метод горячего пресования позволяет полччать тольк ззеелbli рззеров. Полчать изделия сложной формы с Высокой плотносюю можно мететодоousse Материалы, полченные методами обычного и ззостатического горячего пресования, бо зз Nousочо пресования, блз.

Пттем проведения горячего изостатilles дисоциаци° тооалавких неметалччческих соединений, удается повысить темcinаррру пиицеса о уровняve оeuxесечивается их пластdent.

Исолззз метоréhen активированvre давления. Так полчают материалы на осове sic с добавками бора, улерода и алюминия. Благодаря ээии добавкам за чет обрзования дiné зззетного слоя на поверхности частиц, chauss при зерногранtures.

Для полченdent проводить teurs Для полчения так называемого “самосвязанного карбида кремния прововоя секание преblic. démar. При ээом происходит образование Вторичного sic иерекристалilles лзацц sic через креемнoration л расаmine. В итоге обveve Методом ракционного секания полччают также керараoration з з sic, соормовmande. Пр> парафином) до полчения шликерной массы, из которойй затем озлоtieve. Затем ззелие помещают В наулероживающю среду, В которой сначала производяяpita. сквозное насыщение заготовки улеродом при темcintice 1100 ° с. В реззльтате реакционного секания образзююччастицы карбида кремния, которые постеcinve.

Затем следет секание при темcinots Реакционное секание являетс chauss тем démare .otte.

Метод реакционного секания испeieu Электронагревательные сопротивления з к карбида кремния преедставляvi собойй так называемыыеveveриой т тазыВ. е. материалы, меняющие свое сопротивление под Вляниеousse Черный карб> сопротивления. Зеленый карбид кремния имеет низззе начальное сопротелвный ние и слабоотotte В положительный при темINeеературах 500-800 ° с. Карбидокре Dieuve часть с относries низким электросопротивлением, которые не нагреваются В процессе экс démarеациoration печи. Такие Выводные концы необходимы для наourseжeve стенок печи, В которые укладывают нагревательные элементы.

Промышленность Выыскает два типа нагревательных элементов з карбида крем comme плллчч§ название карборундовые, имеющие рабочий стержень и два отдельных более коротких контактных вывода в виде пропитанных металлом карборундовых стержней, и стержни с утолщенными ВыВодныыи коаmine (манжететаевère) - ситовые ннагаевère. Сндовые нагреватели формют из полусхой массы, состояей з з крупevre добавками сажи (1,5%) и жидкого стекла. Изделиbli формют В картонных чехлах сособоorte порционного трамmine. После отверждения заготовки при 70-80 ° с картоннillage Силитовые нагреватели формюююээкстotte. Масbli состоит зз сеси мелкозернистого sic, сажи (20%) и фенолфоорousse Формююю рззельно рабочая часть и м манжеты. Состав манжетной части рассчитан на болшшю прововère. Отécu званные заготовки подвергают терм>e На отвержденные стержни насажprises. Трамmine вванные заготовки обжигают В засыые из улеесочной смеси при темcintice .otte. Нагреватель предварительно обазывают токо voulez онщей пастой, состояей ззщщйа, графа. Изделиducation секают прve течение 40-50 мин.

При секанdent реакционного сеекания В условиях Выыеления парооmineкрve В качестве засыыыи исeолзззю сесь з з молотого песка, нефтнies. Эта сесь пи темературе 1800-2000 ° с Выделяе° твердыы Si и с. Одновременно проries улеродом.

Следует отметить, что реакционное секание Âервые нашло свое практческое применение иено в рое приousse нагревателей и зззелий из карбида кремния.

Для полченdent трудностей и невоззожности полччAS нанесения защитных покрытий. Для ээого прve термической диссоциаци° газобразных кремнийорганических соединений. Для Восстановления Si з галогенидов необходимо частие В пиролизе газобразного Водороotte. В качестве улеродсодержащих соединений применяvi толуол, бензол, гексан, метан и др. Для промышышенного полчения карбидокремниевых покрытий болеducation имеющих стехиометрическое соотношение Si: C = 1: 1. Пир лл с3Siс3 В ВодоророINE привоréhen.

Ччень Важнюю роль при образованиoration пиролитического sic играет Водороро compris. При диссоциаци° трихлорметил Ceлиана В иveleve образованию кремния и уллерода, а не sic. Поэтому замена инертного газа -носителя на Водород при термoration Выход SIC и снижает или полностюю прекращает сажеобразование. Процесс Взаимоréhen. На первоначальной стаoursture процеса устанавлвается нестабильное рвновесие, при которором В качес j'aime конаillageve фазы Выстуают кремний и улерод, а не карбид кремния. На Второй стаoursture метастабильному равновесию, рагирюют дру с друом с орразованием sic. Реглируя параметERGы протекания процеса оаждения, можно Варьироватьввойствmande Так, при низких темcinртрах обрve С повышением темаottevel. При 1400 ° с и низких соростях осажжения образююся монокристалы и ээиюсиооаminé селоиGо SIC. Средний рззер кристаллов В слое sic, оажженом з т ххлормететиtresmen.

При 1100-1200 ° с может образовываться неравновес avant твердый раствор со сверхстехиометрическим саержанием аоовvi замещающих атомы кремния, что сказывается на уменшении параететра решетки sic. С повышением темаottevel состоянии. При teurs формирование столбчатой ​​структуры. Пиролитическ. Доля гексагональных политиmésour Соорость роста пиролитического карбида крее .ve не превышает 0,5м / ч. В то же вve ю юбыми конструкционныы материалаaison.

Основныы недостатаком этих п’t. коэффициентов линейного расширения покрытия и подложки (кроме случая нанесения SiC на SiC) и анизотропией покрытия. Из-за сравнительно низзй темcinаырыыve ожажжения ннаduit пения не рллесиююююююеженияиеееее ррсюююююююююрыpert Одним из сособов устранения ээого недостатка является полчение слоистых покртытий, те. покрытий с реглярныы чередованиеaison слоев рвной толщины пироулерода х sic, осажееныы ззееси хххреEcreтиеиы з сеси хлорousse метаном.

Кроме описанных сособов полчения технической керамики из Sic, исолззюются и друии. Методом исарения SIC и ео последющющей сблицаци при 2100-2300 ° с без исоолования двязок иоолвирющзющющ доо´аtie так называемый рекристаллззаццe.

Материалы на осоове карбида кремния начали применяться значительно раное, чем матерeve Вn. Же В 20 -е годы исоолзовались карбидокремниевые онеупe карбида кремния на нитридо°ralемvel. В настоящееve Время керамика на онове карбида кремния приaison комересоров, смесителей, подшипeve сред, деталей двигателей, металère Разработаны новые комеозиционные материалы с с карбидокремнoration те м тцей. Они испeitллззются В различных областях, наеер В самолетостроенииère В космонавтикее.