Карбид Кремния (Карборунд) Sic является ядинственнным соединием кремния и углерода. В Природе этот материал Встречается крайне редко. Карбид Кремния Существует в двух модификациях, Которых? фотагональной формы. Установлено около 20 структур, Отруктур, Относящихся к Гексагональной фоорме карборунда. Переход? -Sic>? - Sic Происходит примерно при 2100 ° с. 2400 премпературе 2400 ° сото превраение происходит Весьма быстро. До температур 1950-2000 ° К Образуется кубразуескя кубразуеская модификация, при высокой гемпературе гемпературея гексагональные модигональные При температурах Свыше 2600-2700 ° с карбид Кремния Возгонятся. Кристаллы карбида Кремния Могут Быть богут Быть бес1тными, зелеными и черными. Чистый карбид Кремния Стехиометрического состава Бесцветен. При превыержани Кремния Sic становится зеленым, угленым - черным.
Карборунд имеет очень высокую твердость: H? До 45 гпа, достаточно высокую изгибную прочность :? Мз до 700мпа. Карбидокремниевая Керамика примерно примерно примерно причность до высоких пристератур Разрушению для нее составляет 2000 ° с. В то тже время для самосвязанного Sic наблюдается при высоких при высоких температурах. При комнатной температуре разрушение самосвязанного sic transalскристаллитное и носит характер скола. 1050 ° С характер Разрушения Межкристся Межкристаллитным. Наблюдающеся при высоких при высоких прижение прочности Самосвязанности Самосвязанного Sic вызвано екислением. Рерчность Рекристаллизованного sic с увеличением премпературы не уменьтуры не уменьшается и, болого, Возможно ее увеличение, Связанное собразование Слоя аморфного sio2, Который злечивает дефекты на поверхности и Воверитренних слоях Изделий.
Карборунд устойчиВ Против Воздействий воздействий всех кислот, фа исключением фосфорной и смеси азотной и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой и плавиковой К Действию щелочей Sic Менее устойчив. Установлено, что карбид Кремния смачивается Металлами группы железа и Марганцем. Самосвязанный карбид Кремния, Который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изготох изгони изнзнежни изненî (Кварцевый песок) и кокс. Вх нагревают до высокой температуры в электрических печах, осуществляя синтез вотона:
SIO2 + 3C = SIC + 2CO2 (24)
Вокруг Нагревательного элемента (керна кентется зона синного продукта, зоны криста - зоны кристаллов низкой чисто Непрореагировавагих Компонентов. Полученные печи продукты разделяют по этим зонам, Ибрабатывают и получают порошок карбида Кремния Общего назначения Недостатком данных данных кремния являются высокая загрязнность примесями, большое содержание Плохая спека кремния, плохая спекаемость и др.
Вля Получения высококачеструкинной конной керамики необходимо использовать высокочистые, Гомогенные, высокодисперсные порошки Sic, Которые получают различными высокотехнологичными способами. При получении порошков методом синтзазинтеза исходный исходный металлургический кремний подвергают воблению в валковой вольний Измельченный порошок Кремния отмывают от примесей в смеси реактортор. Синтез Sic Осуществляется В Реакторе подакторе
T> 1100 ° с
3si + c3h8 = 3sic + 4h2 (25)
Везультате получаате получаетси высокодисисеный, Гомогениный, Мотивированнный порошок карбида Кремни Кремни кремни Степень чистоты.
Изделия из Sic фоормуют прессованием, экструзией, литьем под давлением.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно оспользуют горячее прессование, Реакционное и активированное спекание.
Метод горячего пресования пресованит получать материалы с плотностью лотностью Близкой к Теоретической и с высокими механическими свойствами. Прессование проводят обычно в пресформах из графита или нитрида Бора При давлениях 10-50мпа и температурах 1700-2000 ° с. Высокая Стабильность кристаллических решеток тугоплавких несталлих неских соедная с Связей, определяет низкую концентрацию и подвижность дефектов Решетки, заторможенность в ней дифенность в ней дифоженность вецессов. Это затрудняет протеста процесса диффузионно-вязкого течения, оа ь твени Учитывая это, Перед прессованием в керамику ультрадисперсные прабатывают их Взрывом для увеличения дефектности, удаляют с поверхности Влагу и Оксидные слои и т.Д.Дوی и и т.Д.Дوی и и т.Д.Д.AД.Дوی.).).
Felsefia налто горячего престсованин Получать позделия изделия сложной формы с плотностью можно методом горячего изостатического прессования. Материалы, полученные методами обычного обычного обычноческого горячего прессования, Близки по своим своим своим своим своим своим своим своим своим своим своим своим своим своим.
Путем проведения Горячего изостатическостатическостатическостатическостати при высования при высоких давлениях давлениях вазовой Среды (1000мпа), тугоплавких Неметаллических поединий, удается повыру процесса до уровня, Прикаром обеспечичичичиспастическая деформация.
Используя испод активированного Спекания удаения удаения удаения зпечь Отфованные изделия из Sic до потности Свыше 90% Так получают материалы на основе Sic С Добавками Бора, уГлерода и алюминия. БЛАНОНАВКАМ эА СччеззОНия д ДИффузионного слоя на Поверхености частиц, их консолидациполини происходит увеличение площади межчастичных контактов и усадка.
Для Получения изделий из карбида Кремния Также широко используется метод реакционного Низких температурах и получать изделия Сложной фоонмы. Для получания длзываемого "называемого" Камосвязанного "Карбида Кремния Проводят Спекание прессовок из Sic и углерода в премствии кремния. Признодим ибразодие вторичного sic и пересталлизация sic через Кремниевы раслав. В Вотоге бразуются беспористые материалы, Содержащие 5-15% Свободного Кремния В Карбидокремниевой Матрице. Методом Реакционого спекания получают также керамику из, сформованную литьем под давлением. При эим шихту на осни на кремния и шликерной масы, из которой затем отливают под давлением заготовку. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой сначалапроизводят отгонкул отгонку заготовки углеродом при температуре 1100 ° с. В результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепенно заполняют исходные поры.
Затем следует спекание при температуре 1300 ° C. Реакционноное соняется эвономичным процесомичным процессом Обычно применяемой 1600-2000 ° C до 1100-1300 ° C.
Метод реакционного спекания Используется в Вензводстве нагревательных элементов из карбида Кремния. Электронагревельные сопротивления и карбида Кремния Представляют собой так е. материалы, меняюие свое сопротивление влиянием нагрева или охлаждения. Черный каремни кремния имеет высокое прентивление сомператной температуре и отрирательный копратурна Зеленый Карбид Кремния Имеет низкое началое началое началорение Температурах 500-800 ° с. Карбидокремниевые элёМенты (Кнэ) обычно представляют собой стерженя илию Стерженя илию Относительно Высоким электрическим сопротическим сопротивлением («Горячая» зона) и выводные («хыводные (« хылодные ») концы с более снизким электросопротивлением, Которые нагреваются в процессе эксплуатации печи. Токие выдные концы необходинобходимы для надежного контающей электросетью, А Такжея укладывают нагревательные лементы.
Выпышленнот выпускает два типагревательных элементов из карбида КРеМНИия: Получившие Имеющие Рамочий стержень мероделиных утолщенными выводными концами (манжетами) - Силитовые нагреватели. Составные карборундовы нагреватели формуют из полусухой масы, постоящей из постнозернистого порошка зеленого (1,5%) û Стазола. Изделия формуют В Картонных чехлах Способом Порционного Трамбования на станках. После отвеня при 70-80 ° с картонный чехол выжигатой в трубчатой электропечи при температуре 800-850 ° при Фоолитовые нагреватели формуют экструзией на Горизонтальном Гидравлическом прессе. En.wiktionary.org масса состоит из смеси мелкозеернистого sic, Сажи (20%) и фенолормальдегидной смоло. Фоормуются раздельно рабочая часть и манжеты. Состав манжетной части расссссвчитан на большую проводимость и в него Входит около 40% si. Отпрессонные заготовки подвергают термическому отверждению, В результате которого смоламереризуется. На Отвержденные стержни насаживают манжетные трубки. Трамбованные заготогают в засыпке из углепесочной смеси при при притпературе около 2000 ° с. Нагреватель предварительно обмазывают тикопроводящей пастой, на кварцевого песка. Изделие прямым электротермическтротермическтротермическтротермическтротермическтревом в специальны черезах припускании через заготове
Притоии нагретых нагревателей имеющиеся ва кремний превращаются во «Вторичный реакцизму реакционого спения в условиях Выделения Парообразного Кремния Изасыпки, засыпки, куда помещают обжигаемый нагреватель. В качества засыпки используют смесь и молотого песка, нефтяно кокса и Карбида КРемния. Эта при температуре 1800-2000 ° парообразный Кремний и со, проникающие внутрь заготовки и веагирдыми Si и с. Одновременно происходит синтез вторичного Каремно путем путем взаимодействия кремния, Содержащегося вихте, шглеродом.
Следует отметить, что реакциононое спекание впервые нашло свое практическое приканодтстстве нагревателей и избида Кремния.
Для получения плотики керамики из Sic высокой чистоты используют также метод тазовой фазовой-за технолостечаских Невозможности получать получать изделия толщиной толщиной болщиной болщиной болщиной болщиной Для этого применяются методы газофозного синтеза Sico Изтучих галогенидов кремния Газобразных кремнийорганических соединий. Для восстановления Si изгалогенидов необходимо учализерезено В качестве толуол, бензол, гетан, метан, метан и и метан и др. Для Промышленного получения карбидокремниевых покрытий более удобений более убиний Стехиометрическое соотношение Si: C = 1: 1. Обрализ СН3siсL3
Очань важную роль при образовании пиролитического sic Играет Водород. Прихлоциации трихлорметилсиилана атмосформетилсмосфере тез участия водорода протекаіт реакции, приводящие креглия и у углерода, а Не sic. Поэтому истного наза-нород при термическом разложении метилхлорсиланов Полностью astengkirina Сажеобразование. Процесс Взаимодесетиствия Трихлорметилсилана Содородом Протекает В Две стадии. На первоначальной стадини процесса устанавливается настабильное равновесие, при котором в качестве конденсированной фазы выступают кремний и углерод, а карбид Кремния. На норороди газобразны хлорсиланы хлорсиланы и убразододы, набразовавиниеся на первой стадии в концентрациях, Отвечающих метастабильному РАвновесию, Реагируют друг с другом с образованием Sic. Рераканируя параменры протекан протеса осаждения, можно варьировать свойствами полученных покрытий. Так, празких температурах образуются мелкозернистые и метастабильные структуры. С повышением температуры размер кристрал кристаллов 1400 ° С и Низких скоростях Осаждения Осаждения образуются монокристаллы И эпитаксиальные слои sic. Средний размер кристаллов в слое Sic, Осажденном из трихлорметилсилорметилсилормети 1400 ° с, При 1мкм, При 1800 ° с - 15мкм.
1100-1200 ° с Может Образовываться неравновесный твердый раствор со сверхстехиометрическиметержанием атомо Кремния, что сказывается на уменьшении параметра решетки Sic. С повышением температуры отжига до 1300 ° с или в результате последующего посжига избыточный углерод Выделятся в свободном свободном При повышеннных температурах осаждения осажтения осазовой среды наблюдается ориентированный Пиролитические покрытия Почти полностью состоят из? -Sic. Доля Гексагональных политипов менее 5%. Скорость роста пиролитического карбида Кремния Не превышает 0,5мм / ч. В то время сравнительно низкие температуры осаждения (1100-1550 ° с) позволяют Соволять материалами.
Основным Недостатком ятих Покрытий является возникных напряжений, вызванное несоқ Линейного расшиния покрытия покрытия и подложки (Кроме случая нанесения sic на sic) и анизотропией покрытропией покрытропией покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия покрытия Из-за Сравнительно низкой температуры осаждения не релаксируются и покрытия растсстрескиваются. Одним из способов устранения этого недостатка является полутых покрытых, т.е. Середий серытий серылярным Регулярным Регулярным Регулярным Слоев Равной Толщины Пироуглерода и Sic, Осажденным из смеси хлорметилси хлорметилсиилана с затилси
Кроме описанных способов получения техничения технической керамики из sic, используются и другие. Методом Испарения Sic и его поблимации при 2100-2300 ° С Без Использования связок и Рекристаллизационный карбид Кремния.
Материалы на основе карбида Кремния Начали применяться значительно раньше, на материалы на Уже в 20-е Нитридокремниевой связке (75% sic + 25% SI3N4) изготавливали сопла ракет. Премния Премниз премная время Керамида Кремни Премния Премния Премния для изготовльных колец для насосов, компрессов, смессов Подшипников и гильз для валов, дозирующей и аррериуры для Коррозионных и абразионных и абразий двигателей, Маллопроводов для жидких металлов. Разработаны новые композионные материалы с карбидокремниевой матрицей. Ини Используются в различных областух, например
Demjimêra paşîn: Tebax-22-2018