Карбид кремния (карборунд) SiC является единственным соединением кремния na углерода. Nke a bụ ihe atụ nke ihe eji emepụta ihe na-emepụta ihe. Карбид кремния существует в двух модификациях, из которых ? сложную структуру гексагональной формы. Установлено около 20 структур, относящихся к гексагональной форме карборунда. Переход ?-SiC>?-SiC происходит примерно при 2100°C. При TEMPERATURE 2400°S До температур 1950-2000°С образуется кубическая модификации. При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристаллы карбида кремния могут быть бесцветными, зелеными na 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 Карбидокремниевая кориска сохраняет примерно. крупкопластическому разрушению для нее составляет 2000 Celsius. В то же время для самосвязанного SiC наблюдается падение прочности при высоких температурах. При комнатной температуре разрушение При 1050°С характер разрушения становится межкристаллитным. Наблюдающеся при высоких температурах снижение прочности SiC вызвано его окислением. Прочность рекристаллизованного SiC с увеличением температуры. связанное с образованием слоя аморфного SiO2, который залечивает дефекты
Карборунд устойчив против воздействия всех кислот. К действию щелочей SiC менее устойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается металлами групппы железа na марганцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изготовлении abrazиvnыh na ogonneupornыh izdeley иz SiC, a takже Karbidokremnyevыh материалами служат кремнезем (кварцевый песок) na коks. Их naгrevat na vыsokoy temperaturы na эlektrycheskih pechah, osuschestvlya na-eme ihe nkiri metric:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Вокруг нагреватльного эlementa (kerna) na-eme ka ọ bụrụ ihe na-akpali akpali. и непрореагировавших компонентов. Полученые в печи продкты разделяюt po эtym zonam, izmelchachut, obrabatыvat na poluchayut phoskoyt. общего назначения. Недостатком данных порошков карбида кремния . кремния, плохая спекаемость na др.
Для получения высококачественой конструкциой высокодисперсные порошки SiC, которые получают различныmy При получении порошков методом синтеза мельнице. Измельченый порошок кремния отмывают от примесей в смеси. специальный вертикальный реактор. Синтез SiC осуществляется в реакторе подачей Si в спечиальные
t> 1100 Celsius
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
В результате получается высокодисперсный, гомогенный, активированный порошок карбида кремния. состава, имеющий высокую степень чистоты.
Иzdelia из SiC формуют прессованием, эkstrauzyey, lyтьem pod davlenyem.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно
Метод горячего прессования позволяет получать материалы механическими свойствами. Прессование проводят обычно в прессформах из графита или нитрида бора при давлениях 10-50МПах 10-50МПа и тум-50МПа и тум-50. Высокая стабильность направленных ковалентных связей, определяет низкую концентрацию na ndị na-eme ihe nkiri диффузионных процессов. Nke a na-eme ka ọ bụrụ ihe na-eme ka ọ bụrụ ihe na-adọrọ adọrọ, na-eme ka ọ bụrụ ihe na-adịghị mma. твердофазном спекании. Учиtyvaya это, PERED PRESSOVANIM WE EKEREMYKU вvodyatsya активирование поверхности влагу и оксидные слои и т.д.).
Метод горячего прессования позволяет получать только изделия rọrọf. Получать изделия сложной формы с высокой плотностью можно. Материалы, полученные методами обычного
Путем проведения горячего изостатического прессования при высоких , диссоциации тугоплавких неметалических соединений обеспечивается их пластическая деформация.
Используя метод активированного спекания удается спечь отформованные. приложения давления. Так получают материалы на основе SiC с добавками бора, углерода na алюминия. Бlagodarya эtym dobavkam za schet obrazovanya dyffuzonya. зернограничной диффузии происходит увеличение площади межчастичных контактов na усадка.
Для получения изделий из карбида кремния также. проводить процесс при более низких температурах na получать изделия сложной формы. Для получения так называемого "самосвязанного"? кремния. При этом происhodyt obrazoвание вторичного SiC na ndị na-eme egwuregwu Витоге образуются беспористые материалы, содержащие 5-15% свободного кремния в карбидокремниевой. Методом реакционного спекания получают также керамику из SiC, сформованную литьем под давлением. При этом шихtu na osnove kremanya na dregy веществ смешивают парафином ) до получения шликерной массы, из которой затем. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой связующего, а затем сквозное насыщение заготовки углеродом при температуре 1100 ° C. В результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепено заполняю .
Igwe ọkụ na-ekpo ọkụ na 1300 ° C. Рекцинное спекание вляется эkonomychnыm amụma, температура спекания снижается с обычно применяемой 1600-2000 Celsius C na 1100-1300 Celsius.
Метод реакционного спекания используется в производстве нагреватльныh Эlektronaгревательные сопротивления из карбида кремния представляют собый так называемые термисторы,. e. материалы, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охлаждения. Черный карбид кремния имеет высокое сопротивление сопротивления. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление. переходящий в положительный при температурах 500-800 ° C. Карбидокремниевые нагреватльныe эlyumentы (КНЭ) obychno proredstavlyas na-eme ka ọ bụrụ ihe na-atọ ụtọ ma na-eme ka ọ bụrụ ihe na-atọ ụtọ. rabochuyu чаstь с относительно выsokym эlektrycheskym soprotyvlenyem («gọọrịcha» zona) na выvodnыe («onyinye) nnyzym эlektrosoprotyvlenyem, kotorыe na-eme ka a na-eme ihe nkiri. Ndị na-eme ihe nkiri na ndị na-eme ihe nkiri na-eme ka a na-eme ihe n'eziokwu. razrushennaya stenok pechy, в kotorыe ukladyvayut nagrevatelnыe эlementы.
Промышльноst выпускает два типа нагреватльныh эlementov ma ọ bụ Karbida krementia: ssostavnыe нагревател, карборундовые, имеющие рабочий стержень и два отдельныx. карборундовых стержней, и стержни с утолщенными выводными концами (манжетами) – силитовые нагревател. Составные карборундовые нагреватели формуют добавками сажи (1,5%) na жидкого стекла. Изделия формуют в картонных чехлах способом порционного трамбования на станках. После отверждения zaготовky pry 70-80°C Kartonny Chehol в тверждения в трубчатой эlektropechy 8ºС. Силитвыe naгреватли формуть эkstruzyy na гоryzontalnom гиdravlicheskom PRESSE. Масса состоит из смеси мелкозернистого SiC, сажи (20%) na фенолформальдегидной смолы. Формуются раздельно рабочая часть na манжеты. Состав манжетной части рассчитан 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 spekаюt pryamыm эlektrotermycheskim na-eme ka a na-eme ihe n'ụzọ ziri ezi. 80-100А в течение 40-50 nkeji.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся реакционного спекания в условиях выделения парообразного кремния из засыпки, куда помещают . В качестве засыпки используют смесь из молотого песка. Eta смесь при TEMPERATURRE 1800-2000°С выdelyet paroobraznыy . реагирующие с твердыми Si и С. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем ụgụrụ.
Следует отметить, что реактионное спекание впервые и изделий из карбида кремния.
Для получения плотной керамики из SiC высокой чистоты технологических трудностей и невозможности получать изделия . нанесения защитных покрытий. Для этого применяюся методы газофазнго сиnteza SiC. термической диссоциации газообразных кремнийорганических соединений. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газобразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан na др. Для промышленного получения карбидокремниевых покрытий. имеющих стехиометрическое соотношение Si:C=1:1. Пиролиз СН3SiСl3 в водороде приводит к образованию осадка SiC, формирующего покрытие при 1.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной атмосфере без участия, образованию кремния na углерода, na SiC. Поэтому замена инертного газа-носителя на водород при термическом SiC и снижает или полностью прекращает сажеобразование. Процесс взаимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в две стадии. Напервоначальной выступают кремний и углерод, а не карбид кремния. На второй стадии газообразные хлорсиланы na углеводороды. метастабильному равновесию, реагируют друг с другом с образованием SiC. Регулируя параметры протекания процесса осаждения, можно варьировать свойствами полученныh покрытий. Так, при низких температурах образуются мелкозернистые. Сповышением температуры размер кристаллов растет. При 1400°С na nnyзkyh skorostyah osazhdenya obrazystsya monokrystally na эpytaksialnыe sloi SiC. Средний размер кристаллов в слое SiC, осажденном из трихлорметилсилана при 1400 ° С, равен 1мкм, а прим - 180 С.
При 1100-1200 ° С может образовывываться замещающих атомы кремния, что сказывается na уменьшении параметра решетки SiC. Сповышением температуры отжига до 1300°С na в результате свободном состоянии. При повышенных температурах осаждения и низких давлениях ? формирование столбчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Доля гексагональных политипов составляет менее 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0,5мм / ч. В то же время сравнительно низкие температуры осаждения (1100-1550 ° C) любыми конструкционными материалами.
Оsnovnыm nedostatkom эtyh pokrыty . коэффициентов линейного расширения покрытия и подложки (кроме случая нанесения SiC na SiC) na анизотропий. Из-за сравнительно низкой температуры осачдения Одним из способов ustranenyya этого недостатка покрытий с регулярным чередованием nsogbu.
Кроме описанных способов получения технической керамики из SiC, используются na другие. Методом испарения SiC получают так называемый рекристализационный карбид кремния.
Материалы на основе карбида кремния начали применяться значительно раньше, чем материалы на основе на основе на основе, В Si3. Уже в 20-е годы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния (90%SiC2), 10% Si из карбида кремния на нитридокремниевой связке (75%SiC+25%Si3N4) изготавливали сопла ракет. Внастоящее время керамика на компрессоров, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирующеи абразивных сред, деталей двигателей, металлопроводов для жидких металлов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении и в космонавтике.
Oge nzipu: Ọgọst-22-2018