Карбид кремния (карборунд) SiC является единственным соединением кремния и углерода. В природе этоt material vstrechétsya kraйne redko. Карбид кремния существует в двух модификациях, из которых ? -модификация структуру гексагональной формы. Установлено около 20 структур, относящихся к гексагональной форме карборунда. Переход ?-SiC>?-SiC происходит примерно при 2100°С. При TEMPERATURE 2400°S До температур 1950-2000°С образуется кубическая модификация katsi. При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристаллы карбида кремния могут быть бесцветными, зелеными da черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышении содержания кремния SiC становится зеленым, углерода – черным.
Карборунд имеет очень высокую твердость: H? до 45ГПа, достаточно высокую изгибную прочность: ?изг до 700МПа. Карбидокремниевая карамика сохраняет примерно постояную прочность пкопластическому разрушению для нее составляет 2000°C. Вто же время для самосвязанного SiC наблюдается падение прочности при высоких температурах. При комнатной температуре разрушение самосвязанного При 1050°С характер разрушения становится межкристаллитным. Наблюдающеся при высоких температурах снижение прочности Прочность рекристаллизованного SiC с увеличением температуры бразованием слоя аморфного SiO2, который залечивает дефекты на поверхности
Карборунд устойчив против воздействия всех кислот, за исключением фосфорной. К действию щелочей SiC менее устойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изговлении abrazиvnыh и огнеупорныh издий из SiC ужат кремнезем (kvарцевыy песок) da кокс. Их naгреваю DO выsokoy temperaturы da эlektrycheskih pechah, osuschestvlya syntez metodom Аchesona:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Вокруг нагревельного эlementa (kerna) poluchátsya zona syntezinrovannoho produkta, za ней – зиный ореагировавших компонентов. Полученые в печи продукты разделяют по этиm zonam, izmelochaut, obrabatыvat da poluchаю начения. Недостатком данных порошков карбида кремния. плохая спекаемость и др.
Для получения высококачественой орошки SiC, которые получают различныmy При полученио порошков синиергаллуаргаллуой МЕмаллу вебаллу в помовой МЕлаллуой МЕмаллу Измельченый порошок кремния отмывают от примесей в смеси ьный вертикальный реактор. Синтез SiC осуществляется в реакторе подачей Si в специальные
t> 1100 ° C
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
В результате получается ющий высокую степень чистоты.
Изделя из SiC формуют прессованиеm, эkstrauzyey, lytьem pod davlenyem.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно.
Метод горячего пресскования позволяет получать m. Прессование проводят обычно в прессформах из графита Стсокая стабилих ремких темедин лапних напырнина напылив O ковалентных ковязей ,опеделяей, Mпонцентовыцию сть ессов. Это затрудняет протекание процесса диффузионно-вязкого течения, ответственного за массоперенос м спекании. Учитыvaya льзуют ультрадисперсные порошки, обрабатывают их взрывом слои da т.д.).
Метод горячего прессования позволяет получать. Получать изделия сложной формы с высокой плотностью можно. Материалы, полученные методами обычного
Проведения иорячено Пресосой гресосоко дриссоциуюресосоциуюресосоцвоция Емедих немедих, удаетьиа Овпратьирдо коцеси и обеспетуром обеспетуром Кротором обеспеч деескаяяяяя деформация.
Используя метод активированного спекания удается спечь отформованные изделия из Sic вления. Так получают материалы на основе SiC с добавками бора, углерода и алюминия. Благодря этиm DObavkam za schet obrazovanyya dyiffuzionno sloya на поверхности частисты, их консипустуни ничной диффузии происходит увеличение площади
Для получения изделий из карбида кремния также процесс при более низких температурах и получать изделия сложной формы. Для получения так называемого "самосвязанного" карбида кремния проводят . При этом происhodyt obrazovание видео видео SiC Витоге образуются беспористые материалы, содержащие 5-15% Методом реакционного спекания получают также керамику из SiC, сформованную литьем под давлением. При этом шихtu na osnove kremnya da другиh веществ сміваю ) до получения шликерной массы, из которой затем отливают под давлением заготовку. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой тем сквозное насыщение заготовки углеродом при температуре 1100°C. В результете реакционного спекания образуются
Zazzabi zafin jiki na 1300 ° C. Рекциое спекание я вляется эkonomychnыm protssom blagodarya ания снижается с обычно применяемой 1600-2000°C до 1100-1300°C.
Метод рекционного секания используется в производстве нагревательныh Эlektronaгревательные супротивления из карбида кремния представляют собой так называемые термисторы,. e. материалы, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охлаждения. Черный карбид кремния имее высокое сопротивление ивления. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление оложительный при температурах 500-800 ° C. Mкарбидевые Ные предой стерчрубку, стеращь И Аедчрубку относительно Высоким Сопротивая и голепны («онцы с холееныдим золее никим Алолее ни Oотивлениемлениеревематияттореватсесе В процесплуата печи. Такие выvodnыe kontsы neobhodymы для надежно катака с питащей эlektrosets, а таке для ok pechy, kotorыe ukladyvayut nagrevatelnыe эlementы.
Промышшленоска эвементьь Ввемарбато Туатели, наревате назвоние ка Sonорундовые, имеюще, Nопржень и Меткину Металлланых Металлла Копорундо Wаых стер, и стержни стержик (Манодными) - силилилилили. Составные карборундовые нагреватели формуют из полусухой массы и сажи (1,5%) da жидкого стекла. Изделия формуют в картонных чехлах способом порционного трамбования на станках. После отверждения ZAGOTOVky PRI 70-80°C KARTONYI CHEHOAL VыжиGAеTSYA Силитвыe naгреватли формуть эkstruzyey na гориzontalnom гиdravlicheskom PRESSE. Масса состоит из смеси мелкозернистого SiC, сажи (20%) da фенолформальдегидной смолы. Формуются раздельно рабочая часть и манжеты. Состав манжетной части расчитан на большую проводимость и в него входит около 40% Si. Отпрессованные заготовки подвергают термическому отверждению На отвержденные стержни насаживают манжетные трубки. Трамбованные заготовки обжигают в засыпке из углепесочной смеси при температуре около 2000°С. Нагреватель предварительно обмазывают токопроводящей пастой. Иzdelie spekают примыm minti 40-50.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод ого спекания в условиях выделения парообразного. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка. Эта смесь при температуре 1800-2000°С erdymy Si С. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, .
Следует отметить, что реакциое спекание впервые нашло свое лий из карбида кремния.
A zawarna dеолуатения отной Серамой чето тольой мето таой мдо такжой Ато такой зазыесологичес WETирудостей и невозти Изделучатнов Тонинортнв дл окрытий. Для этого применяю методы газофаzнго сиnteza SiC социации газообразных кремнийорганических соединений. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газобразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан и др. Для промышленного получения карбидокремниевых. Si: C = 1: 1. Пиролиз СН3SiСl3 в водороде приводит к образованию осадка SiC
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной атмосфере без участия ремния и углерода, da SiC. Поэтому замена инертного газа-носителя на водород при термическоm нижает или полностью прекращает сажеобразование. Процесс взаимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в две стадии. На первоначальной ют кремний и углерод, а не карбид кремния. На второй стадии газообразные хлорсиланы и углеводороды ильному равновесию, реагируют друг с другом с образованием SiC. Регулируя параметры протекания процесса осаждения, можно варьировать. Так, при низких температурах образуются мелкозернистые и метастабильные структуры. Сповышением температуры размер кристаллов растет. При 1400°С Средний размер кристаллов в слое SiC, осажденном из трихлорметилсилана при 1400 ° С, равен 1мкм, а прим - 180 ° C.
При 1100-1200 ° С может образовывываться ающих атомы кремния, что сказывается на уменьшении параметра решетки SiC. Сповышением температуры 1300°С или в результате sостоянии. При повышенных температурах осаждения и низких давлениях газовой столбчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Доля гексагональных политипов составляет менее 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0,5m/ч. В то же в премя сравнительно конструкционныmy материалами.
Оsnovnыm nedostatkom эtyh pokryty yavlyatsya ya yi amfani da shi a matsayin m иентов линейного расширения покрытия и подложки (кроме случая нанесения SiC на SiC) da kuma Из-за сравнительно низкой температуры осаждения напряжения Одним из способов уstranenyya этого недостатка является покрытий с регулярным чередованием слоев равной толщины пироуглерода da SiC
Кроме описанных способов получения технической керамики из SiC, используются и другие. Методом испарения SiC и его последующей сублимаци при 2100-2300°С ют так называемый рекристаллизационный карбид кремния.
Материалы на основе карбида кремния начали применяться значительно раньше, чем материалы на основе на основе на основе. Уже в 20-е годы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния (90%SiC), 10% SiCд ида кремния на нитридокремниевой связке (75% SiC+25%Si3N4) изготавливали сопла ракет. В настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирующей, й двигателей, металлопроводов для жидких металлов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении da в космонавтике
Lokacin aikawa: Agusta-22-2018