Карбид креемния (карборунд) sic является единственыы соединением кемния и и у ерода. В природе этот татериал встречается кайне редко. Карбид креемния существует в двух модификацихх, з кототорых? -Модифация является полиолâоййй ирааается оойййййееаааÖя Öййее Öяеаааааааааааааааааааааеаееааааааеаеаааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа сложную структ Tes гексагальной форы. Установлено около 20 структур, относщихся к гексагальной форме карборунда. Переход? -Sic>?-sic пои 2100 ° с. При темерат Tes 200 ° э .... До темератур 1950-2000 ° с образуется кубическая модификация, при болееетсокой темерат Si болею ллллâллллллл ю юююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю ю XяюсXяюсXяюсXяюсXяюсXлюсXл Só модифации. При темературах с 26е 2600-2700 ° с карбид кремния воз fasоется. К исталы карбида кеения могт ыть бесцветныыи, зеленыыи и черныыи. Чистый карбид кремния стехиометрическоourо состава бесцетен. При превышении содержания кремния sic становится зеленыы, уелерода - черны.
Карборунд имеет очень ыысок Tesю тердость: h? до 45га, достаточно ы fasю изegню прочность:? зз до 700 па. Карбидокреемниевая керамика соххает прерно постоянннanos п пчнос\ х уº к х хупопластическом Tes разрушению д lles носостаhniros 2000 ° с. В же вем для самосвзаноando sic наблюдается падение прности п ысоких темерости п. При комнааой темературе раззешение самосвзанного sic транскристалитное и и и ханскристаerir. При 1050 ° с характер раззшения становится межкристалитны. Наблюдающееся п ы ысоких темературах снижение прочности самосвзанного sic ызызвано е fas окиии. Прочность рекристализованног sic с уеличением темерат Si не уеншш fasтhe и fas, свзанное с оразованием слоя аморфого sio2, который залечивает декекты наоверхности ио иотensлensеensеensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлensлens=
Карборунд уойчив против воздействия всех кислот, за исключением фоорной и сеси зотн estat иойой. К действию щелочей sic мене íx De уойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается металами гуепы железа и иарцем. Самосвзанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хошо заимодействаº стise.
При из xatrотовлении абазивных и и о огеторных изделий из sic, а также карбâокремиевых эээыыыыгггевател иннннннэээээыыыынннннннннннннннннннннннннйййййййннйййййнйййййййййISй, материалами слежат креенезем (кварцевый песок) и кокс. Их нагевают до ыысокой темературы в электрических печах, осуществляя синтез методомâ есона :ааааа ззезетодоorm
SIO2+3C = SIC+2CO2 (24)
Вокрeis нагевательного элемента (керна) пол Tesчается зона синтезированогого продаoria, аз зогогогогогогогогогогогогогогззогогогззззогогзззогогззззоыогззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззззыISыISызIS чистоты и и нпрореагировавших компонентов. Полученные в пчч пруыыыыззееаюч .... этим зонам, изелчают, обошааытыт и fasчюччш ш ш ш ююююююююююююююююююююююююююююючюыючючючю ючюаыимч ощег назначения. Недостатком данных порошков карбида кемния явлются ы fas кремния, плая с секаемость и др.
Для пол Tesчения ы fas ыыественной конструкционой керамики неододимо иолзовать ы fas, высокодисперсные порошки sic, которые пол Tesчают различныыи ысокотехнологччы ососамаи. Пи получении пошов методом синтеза исходный металл Tesический кемомолололололололон fala полололололоignл] мельнице. Иззелченный порошок кеемния отыывают от пресей в сеси неоргических кислот и и на зю ко ко кxencia специальный вертикальный реактор. Синтез sic осуществляется р реакторе подаче si в специальные сопла, аеесто сжатог fas воззххоо ожооогого ззхххос ожоогого оззхххо ожооогого оззх]
T> 1100 ° с
3SI+C3H8 = 3SIC+4H2 (25)
Р результате получается ысокодисперсный, гогогенный, аттивироваININый пошок к fas, имеющий ыысок Tesю степень чистоты.
Изделия из sic формют п п п fas ,есееем пенаиениениен--.
В технологии карбидокремниевой керамики оычно исполззт горчее пессование, реакциороеanos.
Метод горheчегег прессования позволяет пол Tesчать материалы с плотностю близой к кеой iros механическими свойствами. Прессование проводят оычно п пресформах из гафита или нитрида бора пи дх 1700 ° 2.000 ° °о пер. Высокая стабильность к иасталических решеток туeisопiba направленных ковалентных свзей, определяет низк Tesю концентрацию и подвижость декектовтовâ ешешеш ожжожжожжожжожжожжожжожжожжожожожжожжожжожжжожжожжожжжожжжожжжожжожжжожжжожжжож жжож ов жжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжзжзжзжзжзжзжзжзжзжзжзжзжзмзмзмзмзжзжз зIS диф Tesзионных процессов. Это затредняет протекание процесса дифионо-ввког irosчения, ответственогаза масопе Pero тердофазном спекании. Ederas, это это, перед пресованием керамик Tes водт активирующие спекание добаввл desprake! (исполззт ультрадисперсные порошки, обрабатыыт х х ззвом дд уеличения ефекекеостностиort, и оксидные слои и т.д.).
Метод горчегег прессования позволяет пол Tesчать тольо зделия дововольhe постой форыыыыоото\но о о о о ойойойойоййойоойо о о о о оanos разеров. Пол Tesчать изделия слжной форы с ыысокой потностюю можно методом горчеhe зостататичесесомовововововововововововововововоland ззо о оооо. Материалы, пол Tesченые методами оычного и зостатического горчегег пойойсованиptico, близоро с fas сваой.
Пете прведения горччег зостатическог прсования пр ысоких давлених гзовов comunющющющ (1000ма), пр пр па па па па па па па па па паа диссоциации туeisоплавких неталических соединений, удается повысить терератtecоцесесаiros обеспечивается их пластическая деформация.
Исполззуя метод активированног спекания удается спеч оотформованые зделия з sic давления. Тк пол Tesчают татериалы н н основе sic с добавками бора, улерода и аюиюи. Благодаря этим добавкам за ччет обзования дзионоanos слоя ormноихххх/ чччххохensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensцensхensхensхensхensхensхх и fas при зерноганичной дизии п щадисходит уеличение пощади мастичч контактов и ади.
Для получения изделий из карбида кремния также широко исполззется кодо о оыйолологоanos проводить процесс при более низких темерат Tes и и пол Tesчать изделия сожной форыы. Для полечения так назызыâого "самосвзанного" карбида креемния пововововоordo с евекание пресовововововоordo и севна íxо] присутствии креемния. При этом происходит обазование вториччог sic и перекристализация sic через кениевый распл. В итоге образуются беспористые материалы, содержащие 5-15% свободногоренни каарарбарбарбадокнннйааens. Методом реакционно�о секания пол Tesчают также керамик Tes з sic, сормованннн л леем под íxлиии. При этом шихт Tes н о ове кремниóstica и дреих вещест смешивают с с саччччч ее fasющющющющ (ччччч Pero ле чччччччччччччченыченыененыененыеныченыч Pero парафином) до пол Tesчения шликерной масы, из которой затем отливают под давлением заготовк Tes. Зате изделие помещают н нагероживающую сред anos, вототор сначала íxлоизодт оеонк Tes, сквозное насыщение загатовки угеродом при темературе 1100 ° с. Р резельтате реакционного спекания образ Tesююч частицы карбида кемннююооототорые постепоanos.
Зате следет с спекание при темературе 1300 ° C. Реакционное спекание является экономичны поцессом блаeisодаря применению недорогого im ер, тено обооб comunóroria темература спекания снижается с оычно применяееой 1600-2000 ° C до 1100-1300 ° C.
Метод реакционanos с секания исполз Tesется п производстве нагевательыхыхыхенентов зарарательеиens. Электронагевательные сопротивления из карбида кренния представлею сой той той той той той. . материалы, менющие свое сопротивление под влиянием наactor ил ихлаждения. Черный карбид кремния имеет ысокое сопротивление пр комнатной теререр [и ццфыйыйыйыйыйем Tesр Tes Pero сопротивления. Зеленый карбид кеемния имеет низкое начальное сопротивление и и fas отрица acceso в положительный при темературах 500-800 ° с. Карбидоокремниевые нагевательные элёенты (кэ) оычычно представлюю сой стеренень ии юючччйюею сен часть с относительно высоким электрическим сопроxencia низким электросоγртеииюсссчччччччччччсссчччччччччччK в в п в в в в в в в в в в вэ вц вц вэ нэцииens юю вс вр коте не нксплеаens. Ткие выводные концы неоходиы для надежног онтакта с питающей электросетюю, а indo стенок печи, в которые уладыыт нагевательные элененты.
Проышышленность ыы Tesскает два типа нагевательных элементов из карбиа кемннн:::::::::::,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,н,, ,л ,л ,л ,л ,л ,л ,IS наззание карборундовые, иеющие рабочий стержень и два отдельных более котких каонанаыхыхыволе вот Isto металом карборундовых стержней, и стержни с уололщенныыы ывыводныы концамиме етаааâж – - слцвыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыыеыеые ¡ Составные карборундовые нагеватели формют з пололой масы, состощей из кепногеозе algo sicâошошшшшшззепоозеозеое sзошошшшш зелзозеозеозо ошошшшшелзззеixente добавками сажи (1,5%) и жидкоâо стекла. Изделия форм Tesю в картонных чехлах способом порционогогаования нт анках. После отверждения загатовки при 70-80 ° с картонный чехол ыжигиется тучатой электtir- 50-п8 °ч. Силитовые нагататели форм Tesюю экструзией на горизонтальном гидравлическом пессе. Масса состоит из смеси мелкозернистого sic, сажи (20%) и и иенолформальееидной смолы. Формуются раздельно рабочая часть и ианжеты. Состав аанжетной части рассчитан наолш Tesю проводимость и н ходит оооло: 40%Si. Отпрессованные загтвки подверâают термическом Tes отвержжению, р рзттет Tes короол fasзез.. На отвержденные стержни насаживают аанжетные тебки. Трамованные ззатовки ожигают в засыпке из угепесочной смеси пи темерат Tes ооололой 2000 ° с. Нагеватель предварительно обазывают токопроводщей пастой, состощщей зоко, гастой. Изделие спекают пряы электротермическим нагевом в сециа Th- течение 40-50 мин.
П и сеекании силитовых нагевателей имеющиеся в массе уелерод и кенчый пр пый ыйый ыйый ыйый ыйый ыйыйыйый s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s sччччччччIS реакционно�о спекания в у овихх выделения парообазного кемния иззжжкый каедщщщюжжжжжыйыйжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжжыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйыйый кыйыйыйыйыйыйыйый нщл, В качестве засыпки исполз Tesюю смесь из молотого песка, нефного кокса и каида irosмнннens. Эта смесь при темерат Tes 1800-2000 ° с ыыеляет пароообрorm тердыы Si и с. Одноврееменно происходит синтез вторично vendedor карбида кеемния петем заимодействия irosмннн ,жжжщщщщщщщшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшшщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщASощщщщщщшщASошASIS улеродом.
След Tesт отметить, что реакционное спекание вервые нашло " нагевателей и изделий из карбида кеемния.
Для полечения плотной керамики из sic ысокой чиubr технолоагеских тедностей и и нзозожности пол Tesчать изделия толиной более ormсо Así нанесения защитных покрытий. Для это vendedor применюются методы газофазноantos синтеза sic из летучих галогидов кененияи и fasговлов viaнененени la термической диссоциации газообрзз кемнийорганических соединений. Для восстановления si из галогенидов неоходимо частие в пиролизе гообазногододородазазобобазззго одородааазоообзного одододододо о о одододо о о одо о о о одо о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о зззззззззззззззKзозззOR. В качестве улеродсодержащих соединений применююю толеол, бензол, гексан, метан и д. Для прышлен aí пол Tesчения карбидокремниевых покрытий более уенâ етод термесойоййййццц ееехххчесойййййеееееххлеил aí, имеющих сехиометрическое соотношение Si: C = 1: 1. Пиролиз сн3siсl3 в водороде приводит к к оразованию осадка sic, формеющего покрытие пр.
Очень важную роль при обровании пиролитическог s sic игает водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной атмосфере без частия водорода íxр] образованию кремния и eder улерода, un sic. Поэтом Tes замена инертног газа-носите <на водород при термическом разложениил aí выход sic и с factomжает или полностюю прекращает сажеобрование. Процесс заимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в д дтадии. На первоначальной стадии процесса утанав esta фазы выступают кремний и у º На ворой стадии газообрные хлорсиланы и eder улеводороды, обазоваваиеся на пT пххххâхцццццц] метастабильном Tes равновесию, реагирают ду с д дру с о о орование sic. Рееeis Esta параметры протекания процесса осаждения, можно варьировать свойствамиоол Tesчеччыхоы. Так, п и низких темерат Tes образуются мелкозернистые и иетастабилье стрект Tesы. С повышением темерат Tes разер кристалов растет. Пр 1400 ° с и и ззих скоростх оаждения образуются монокристалы и э эксиальные слоил. Средний разер кристалов в с ое sic, осажденном з т трихлорме contras
При 1100-1200 ° с может обзовыаться неравновеzamento замещающих атоы к кремния, что сказывается на уеншении параметра решетки sic. С повышением темературы оижиг до 1300 ° с с или р резельтататT послеющегег жжжж ыыыыччччччоожоотжига ыычччччччоооооо ыыыыччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччччыйчыйяыйя о т состоa de maio. При повышенных темературах осаждения и и низких давленихх газовой среды наблюается ол] формирование столчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностюю состоят из? -Sic. Доля гексагальных полититов составляет мене 5%. Скорость роста пиролитическоear карбида кремния не превышает 0,5 marzo/ч. В же ве в сравнительно низкие темерат Tes ожжения (1100-1550 ° с) позволют совмещщщщщщщщщщщщщщещещещщщевмещевкевтюевкевк Pero юююы констрекционныы материалами.
Основны недостатком этих поокрытий яhib тся возникновение остаточ cir нржжений, ызвызвызызаааоччâыхввений, коээициентов линейног расширения покрытия и подложки (коме с fasччиойенеи sic н s ны. .ооойййййи s sийййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййййASIS FA пзп. Из-за сравнительно низкой темерат Tesы осаждения напржени centrar нелаксируются п ения не раксиваютс. Одним з с спобов eder уранения это negocios недостатка является поленение слоистых покрытий, п. покрытий с ре xaяррч чередованием слоев равной толщины пироxencia р еххееееееееееееееееееетиоinaria метаном.
Кроме описаных спосовов пол Tesчения технической керамики из sic, исполззтсяя иу Tes. Методом испарения sic и е послед Tesющ сублимации п 2100-2300 ° с без ииющющззззаа зззок бзиющющззззззззззззззззззззззющхющющющхззющющющющющющххющющющющххххющющющющющхззющзззющзющлзющ дзл и так назызыаый рекристализационный карбид кремния.
Материалы на основе карбида кремния начали преняться значительн ра cir. Вn. O teu в 20-годы исползовались карбидокремниевые огееторы на свке из ииоксида ке iros ке кн з з и и и и карбида кремния н нитридокреемниевой свзке (75%sic+25%si3n4) зззтвливли сопа ракет. В настощее врем керамика на основе карбида крения применяется л ззотототовленияâаотсяеоооооцццц ооооооццццццццоооццццццццццц цццц ленâ aí ira, компрессоров, смесителей, подшипников и гилзз для валов, дозирующей и рзиозиозиозющющеющ ааающооозззззооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооооыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхыхющыхющыхASлющыхASлющыхASйющыхющASлыхющыхющASлыхTINлIS сред, деталей двигателей, металопроводов для жидких металов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокреевой матрицей. Они исполз Tesются р различных областхх, например в самолетостроении и космонавтике.
Tempo de publicación: agosto 22-2018