Karbid creamniya (karborund) SiC является yekanenыm yekîneya kremniya û ugleroda. Di vê yekê de ev materyal heye. Карбид кремния существует в двух модификациях, из которых ?-модификация является политипной и представляет собой сложную структуру гексагональной формы. Ustanovleno около 20 структур, относящихся к гексагональной forme karborunda. Têkeve ?-SiC>?-SiC bi nimûne li 2100°С. Bi germahîya 2400°С, ev yek tê de derbas dibe. Do temperatur 1950-2000°C rengdêra kubicheskaya modifikation, ji ber vê yekê tîrêjê germahiya geksagonalьnыe modifikation. При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристалы карбида кремния быть бесцветными, зеленими и черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. Ji ber vê yekê, ji bo SiC-ê ji bo şînbûna kesk, ûgleroda – cernыm.
Karborund nameet очень высокую твердость: H? heta 45GPa, heta 700MPa peyda dibe. Карбидокремниевая керамика сохраняет примерно постоянную прочность до высоких температур: температура перехода от хрупкого кгрупкопластическому разрушеню за нее составляет 2000°С. Di wê demê de dema ku ji bo SiC-ê tenê zêde ye. Привремена температура разрушение самосвязанного SiC транскристаллитное и носит характер скола. Ji bo 1050°С xêzkirinên şikestinî yên meжкристаллитным. Наблюдающееся при высоких температура Ji ber vê yekê veguherîbûna SiC bi leza temperaturê ne kêm e, û bi vî rengî, dibe ku ev yek bêkêmasî ye, ji bo perwerdehiya sirûştê ya SiO2, ku dibe sedema xeletiyên ku ji ber vê yekê ve girêdayî ye.
Karborund устойчив против воздействия всех кислот, ji bo veqetandina phosfornoй и смеси азотной и плавиковой. К действию щелочей SiC mee устойчив. Ustanovleno, что карбид кремния смачивается металлами группы железа и марганцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
Ji ber vê yekê, ji bo bikaranîna karbidokremnievыh elektronagrevateley, û materyalên materyalê yên karbidestê karnezem (kvarcevыy peсок) û koks. Ih nagrevayut to vыsokoy temperaturы in эlektrycheskih pechah, unsuestvlyaya syntez metodom Achessona:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Vebijêrkek elementa (kerna) ya ku li herêmê hevrêziya hilberê hilber dike, ji ber vê yekê - zonы kristallov kêm kêm paqij û neproreagirovavshih komponentov. Полученные в печи продукты разделяют по этим зонам, измельчают, обрабатывают и получают порошок карбида кремния общего назначения. Недостатком данных порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями, большое содержание диоксида кремния, плохая спекаемость и др.
Для получения высококачественной конструкционной керамики необходимо использовать высокочистые, гомогенные, высокодисперсные порошки SiC, которые получают различными высокотехнологичными спосоми. Ji ber vê yekê, rêbaza sînteza ji bo valkovoy metallurgiческий кремний подвергают дроблению и помолу во валковой мельнице. Veguheztinek ji beroşok кремния отмывают от примесей в смеси neorganîkîh kislot û rêkûpêk li tonkoe erzaniyê di pisporê reaktorê vertîkal de. Sintez SiC di reaktore podachey Si de bi taybetî bi hevra ye, û di nav wê de cîhê hewayê ye ku bi propanê ve girêdayî ye:
t>1100°С
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
Di encama vê yekê de tê dîtin.
Çêdibe ji SiC formuyut presovaniem, эkstruzieй, литьем под давлением.
Во teknolojiya карбидокремниевой керамики обычно используют горячее пресование, реакционное и активна спекание.
Метод горячего пресования позволяет получать материјалы со плотностью близкой к теоретической и со высокими механическими свойствами. Pressovanie provoyat obыchno in pressformah из графта или nitrida bora li davleniyah 10-50MPa û germahiya 1700-2000°C. Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная со наличием жестких направленных ковалентных связей, определяет низкую концентрацию Ev yek ji bo pêvajoyek pêvajoyek dîffuzyonê-vyazkogo techniya, verastkirina pêvajoyek ji bo massoperenos û vegerandina pêvajoyê li ser tîrêjê. Учитывая это, перед пресованием в керамику вводят активирующие спекание добавки или проводят физическое активирование (используют ультрадисперсные порошки, обрабатывают их взрывят спецификации увелих для ные слои и т.д.).
Метод горячего пресования позволяет получать только изделия довольно простой формы и относительно небольших размеров. Получать изделия сложной формы со высокой плотностью методом горячего изостатического пресование. Materîalы, rêbaza têgihîştinê ya ji bo guherandinan û berevajîkirina guhastinê, близки по своите sвойствам.
Путем проведения горячего изостатического пресования при высоких давлениях газовой среды (1000МПа), препятствующих тугоплавких неметаллических соединений, удается процесуя повысить х пластическая деформација.
Rêbaza Veguheztinê ya Aktivirovannogo Spekaniya ji hêla SiC-ê ve ji hêla SiC-ê ve ji hêla 90% ve bê veqetandin tê xuyang kirin. Ji bo peydakirina materyalên ji nûvekirina SiC-ê ji bo barkirinê, guhlêdana û alyûmê. Ji bo guhertoya ferhengokê ya lihevhatî, û konsolidasyon û utgroupneniya ji bo dabeşkirina zernosînorî ya ku ji nû ve hatî veguheztin tê dîtin.
Dля получения изделий од карбида кремния также широко tê bikaranîn rêbaza reaksyonalnogo spekaniya, kotorый позволяет проводить процесс при болееких температурах и получать изделия сложной formы. Dля получения так называемого "самоосвязанного" карбида кремния проводят спекание прессовок од SiC û углерода в присутствии кремния. Ji ber vê yekê ji bo perwerdehiya nû ya SiC û pêrekristalîzasyona SiC ji bo kêmkirina kêmkirina kêmasiyan. Di vê yekê de materyalên bêserûber têne xuyang kirin, ji sedî 5-15% svobodnogo creamniya di karbidokremniyevoy matrice de. Methodom reactionnogo spekaniya poluchayut также keramîku ji SiC, sformovannuyu литьем под давлением. Ji ber vê yekê, ji bo vê yekê, ji bo kêmkirina şîretan û yên din, ji bo vê yekê tê guhertin. Dabeşkirina pelgeyê di nîvê rojê de, li kotoroya snachala hilberîna otogonku legkoplavkogo svyazuyuщego, a ji bo skвозnoe ji bo germbûna germê ya 110. Во результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепенно заполняют исходные поры.
Dema ku germahiya 1300°C zêde dibe. Reactional Speakanie является экономичным процессом благодаря применению nedergogo termicheskogo oborudovaniya, germahîya spekanîya kêm dibe ji 1600-2000°C heta 1100-1300°C.
Rêbaza reaksiyonnogo spekaniya tê bikaranîn di berhemê de ji karbida kremniya. Электронагревательные сопротивления из карбида кремния представляют собой так называемые termistorы, т. e. materyal, menяющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охлажденија. Chernый карбид кремния nameет высокое сопротивление при комнатной temperature û отрицательный температурный коэффициент сопротивления. Zelenый карбид кремния naveet linkoе naчальное сопротивление и слабоотрицательный температурный koefficient, pereходящий в положительный при germahiyên 500-800°С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представи собой стержень или трубку, nameющую среднюю рабочую часть со относительно высоким электрическим сопротивлением («гора») elektroprotîvlenemê ye, ku di pêvajoya ekspluatasyonên pêçî de nayên guheztin. Ji bo pêwendiya pêwendiya pêbawer a pêwendiya pêwendiya pêwendiya pêwendiya pêwendiya pêwendiya pêwendiyê, ev yek ji bo pêşîlêgirtina hilweşandina stûnê ya pêçî, di kîjan hêmanan de ye.
Промышленность выпускает два типа нагревательных элементов од карбида кремния: стержни с утолщенными выводными концами (манжетами) – силитовые нагреватели. Bikarhêneriya karborundovыe formuyut from polusuhoy massы, sostoyaщей од groupnozernistogo poroshka siC bi dobavkami saжи (1,5%) û jidkogo stekla. Damezrandina formuyut di kartonnыh de ye. Piştî guheztina bermahiyên li 70-80°C, germahiya 800-850°C di germahiya 800-850°C de kêm dibe. Silitovыe nagrevatel formuyut эkstruziey on gorizontalьnom gidravlicheskom pressse. Massa pêk tê ji melkozernistogo SiC, sajî (20%) û fenolformaldegidnoy смолы. Формуются раздельно рабочая часть и манжеты. Ji bo zêdekirina 40%Si'yê, ji bo 40%Si'yê bişopîne. Têkbirina pêdiviyên germî yên germbûnê, di encamê de kotorogo smola polymerizuetsya. Li отвержденные стержни насаживают манжетные трубки. Germahiya li dora 2000°С. Нагреватель предварительно обмазывают токопроводящей пастой, состоящей из кокса, графта и кварцевого песка. 40-50 мин.
SiC bi mekanîzmaya reaktionnogo spekaniya di şert û mercên taybet de bi taybetî li ser guhêzbar û kêmasiya rengan. Во kaчестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса и карбида кремния. Ev tê guhertin li ser germahiya 1800-2000°C, di heman demê de parsûznыy кремний и SO, pronikaющие внутрь заготовки и reagiruющие со твердыми Si û S. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содержащегося в шихте, со углеродом.
Sleduet отметить, что реакционное спекание впервые нашло нашло практическое применение именно во hilberê нагревателей и изделий од карбида кремния.
Для получения плотной керамики од SiC высокой чистоты употребува также метод осаждения из газовой фазы, но из-за технологических трудностей и не можести получать изделия толщинощиноя более несколь etcыh покрытий. Ji ber vê yekê rêbaza gazofaznogo synteza SiC ji hêlên galogenîdov ên kemerî û dermankirinê an jî rêbaza termîk ji hevgirtina gazê. Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газообразного водорода. Di kaчестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, benzol, geksan, metan û dr. Ji ber vê yekê, rêbaza termîkolojiya jihevdeketina metîlxlorsilanov, navên stehîometrî yên sootnoshence Si:C=1:1. Pîrolîz SN3SiСl3 di 1400°C de ji bo rengdêriya SiC, formrûющего tê vekirin li germahiyên heta 1400°С.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. Ji ber veqetandina trihlormetilsilana di enerjiyê atmosferê de, bêyî ku SiC-ê nexebitîne. Ji ber vê yekê, ku ji bo kêmkirina enerjiyê ya gaza-navdêrê ya li ser avê, tê wateya ku têgihîştina SiC-ê pir zêde dibe û dibe sedema zelalbûnê. Process взаимодействия трихлорметилсилана со водородом протекает в две стадии. Di qonaxa yekem a pêvajoya pêvajoyê de, dema ku ev yek di nav kapasîteya kondensîrovannoyî de ye, û ne karbid kremniya ye. Di duyemîn stadyûmên gazê û guheztina gazê de, rengdêra yekem a cîhê di koncentraciyayê de, ji metastabilîhnomu ravnowesiyu, veguheztina din ji hêla perwerdehiya SiC ve. Regulîruya Parametrы Protekaniy Processa Osaždenia, dibe ku guhertoya xweya taybetmendiyê biguherîne. Bi vî rengî, ji bo kêmkirina germahiya melkozernistыe û metastabilьnыe structurы. С повышением температуры размер кристаллов zêde dibe. Ji ber 1400°C û kêmtirîn nêzîkatiya rengdêriya monokristallы û epîtaksialnыe sloy SiC. Di 1400°C de, ji 1800°C – 15 mkm, di navbera 1800°C – 15 mkm de, di navbera 1 mkm de ye.
Bi 1100-1200°C dikare bi sverhstehiometrekîm bi sverchstehiometrycheskim soderzhaniem atomov ugleroda, ji bo meщающих atomы кремния, что skazыvaetsya etmыe, chto skazыvaetsya etmek. Germahiya hewayê heya 1300°C zêde dibe an jî ji ber vê yekê ku piştî vê tîrêjê zêde dibe. Ji bo bilindkirina germahiya hewayê û kêmahiya wê ya gazovoy среды nablyudaetsya orientirovannый rost kristallov û formsrovaние столбчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Ji sedî 5% kêm zêde ye. Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0,5 мм/ч. Di vê demê de, germahiya kêm kêm (1100-1550°C) tê wateya ku têxe nav karbidokremnievыe pokrыtiя со любыми конструкционными materyalên.
Основниным недостатком этих покрытий является возникновение остаточных напряжений, вызванное несоответствием температурных коэффициентов линейного расширения покрытия итрияки) Ji ber vê yekê kêmkirina temperaturы ne relaksiyeruyutsya û nepenî ya ratreskivayutsya. Одним из способов устранения этого недостатка является получение слоистых покрытий, т.е. bi rêgezên чередованием слоев равной толщины пироуглерода и SiC, ji metanomê tê bikaranîn.
Krome описанных способов получения технической керамики од SiC, bikar tîne. Methodom testeniya SiC û ego afterduyuщей sublimations at 2100-2300°C bê bikaranîn û aktîvkirina dobavok ji bo bikaranîna wê ya rekristallizationnыy karbid cream.
Materyalên ji nû ve karbida, lê zêde bûn, ji bo kêmbûna kêmbûna materyalên Si3N4, AlN, V4S û VN. Di salên 20-an de karbidokremnievыe karbidestên karbidokremnievыe bikar tînin li ser svyazke ji dikîstîka kremniya (90%SiC+10%SiO2), û di 50-e годы de ji bo 50-e salek ji karbidokremnievыe bi karbidokremnievыe ntrîdokremnievoy svyazke (74%S) Во настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных colorц для насосов, компресор, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозируюный армагуные и зивных сред, деталей двигателей, металлопроводов для жидких металлов. Разработаны нови композиции со карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, wek nimûne во самолетостроении и в космонавтике.
Dema şandinê: Aug-22-2018