К Ge

Карбид кремния (карборунд) sic яenвляется еинственны соединением кремния и уерода. В природе этот материал встречается крайне редо. Карб д кремния сествует в двх модификациях, из которых?-?- сожню струтуру гекагоналной форыы. Становлено ооло 20 струтур, относящихя к гекагоналной februar карборуа. Переход? -Sic>?-Sic проиходит примерно при 2100 ° с. При темературе 2400 ° с это превращение проиходит веса ытро. До темератур 1950-2000 ° с оразется кичесая модификация, приоле оы т о о о о о о о ой ой о о о о о о о о о ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц цALн ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ц ч ч ц ц ц ч модификацииии. При темературах свыше 2600-2700 ° с карбид кремния возоняется. Кристалаарбида кремния могт ыть бецветныи, зеленыи и черныи. Чистый карбид кремния стехиометричесого состава бецветен. При превышении содержания кремния sic становится зелены, уерода - черны.

Карборунд имеет очень выок твердость: h? до 45га, достаточно выок изибню прочность:? из до 700ма. Orde хруого к хруопастичесом разршению дя нее составляет 2000 ° с. В те время дя самосвязанного sic набается падение прочности при ыадих трерати при выоких тхерату. При комнатной темературе разршение самосвязанного sic трансристалитное носит харарактеstre. При 1050 ° сарактер разршения становится межристалитны. Набающеееея при выоких темературах снижение прочности аамоввязанного sic Вызвано ео оиного sic вызвано ео. Прочность рекристаллизованного SiC с увеличением температуры не уменьшается и, более того, возможно ее увеличение, связанное с образованием соя аморфного SiO2, который залечивает дект на н р р р р р р р hvorfor
Orde К дейтвию щелочей sic менеel утойчив. Утановлено, что карбид кремния сачивается металами груы железа ианцемем. Аамосвязанный карбид кремния, который содержит свобоыйный кремний, хорошаиимодейтвуеет стаюамодейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейейемемемемемемемемемемемемный х х х х х х х х х х хr.

При изотовлении аразивных и онеуорных изелий из sic, а ае кее еыхеыхйййййййййййййййййййййynpoynnaterapapaplånaterapapapaplr. материалами сат кремнезем (кварцевый песок) и кок. Их нагревают до выокой тературы в эектричесих печах, оествля ииететомететонеikke

SiO2+3C = SIC+2CO2 (24)

Вр нагрr. чистоты и непрореагr.ировавших комонентов. Продты разеляют по этим зонам, изелают, иаат иаыаыаыт иаыаыт иа иаыаыт иа ит ка ит ка ин ALе ит иыыыыыыыY и ytterligere ощего назначения. Недостатком данных поровов карбида кремния явлтют выокая загнот ее п и и и и и и итel кремния, похая секаемость и др.

Д/ выокодисерсные пороши sic, которые полают разичныи выототехноличныи сосами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и помолу в валковой мелнице. Изеленный порошок кремния отывают от примесей в сеси неорганичеих к и и з зALг з иALг з зALг зALг зALг зALг зALг иALг н н н н н н п п п п п п п п п сециалный вертикалный реактор. Синтез SiC оествляется реакторе подачей Si в сециалные са, аее цатогр: :ахеееежYнжжYaterynnapynnapynerendeapapapapaterapapapapapapapapapapeneapap de de de de de de de de de de de de de de de de de de deene de de de de de de de deene de deene deene deene deene deene deene deene deene deene deene deene deene deene deene deene deeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneene mine mine mine mineeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneene sine sineeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneeneene

t> 1100 ° с

3SI+C3H8 = 3SIC+4H2 (25)

В резтате полаетс/ имеющий выок степень чистоты.

Изелия из sic формт пресованием, этрзией, литеем под давлением.

Si

Метод гор/ механичесими свойтвами. Пресование провод/ Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная с наличием жестких Det диффионных процесов. Это затруняет протекание процеса диффионно-зого тенения твердофазном секании. Читвая это, перед пресованиsess (( и оидные сои и т.д.).

Метод гор/ разеров. Полать изелия сожной форы с выокой потностю можно етодом гего оаоаоао его огего овововововоа и з з з з з з зo. Материаы, поленные методами оычычного и изостатичесого гоорячred пресования, биви п r. с и иr. с и и и иr. п и и и и и и иel пр и и ч и и и ч и и и ekk

Птем проведения гор/ orde оесечивается их пастичесая деформация.

Исоля метод активироeds секания уарованного секания уается сеч от per рованниel ия з0% р 0, давления. Так полают материаы на основе sic с добавками бора, уерода и аиния. Благодаря этим добавкам за счет образования диффузионного слоя на поверхности частиц, их консолидации и укрупнения при зернограничной диф зии проиходит увеличение пощади межчастичных контактов и уада.

4 проводить процес при оее низих темературах и полать изелия сожной форы. Дя поления так называемого “самосвязанного” карбида кремния проводят сеан ирр з и з з и и и и и и иAL и и и и и и иnen пристствии иремния. При этом проиходит образование вторичного sic и перекристализация sic черезремниевый р р ререз кремниевый р р ререз к и ц ц ц и и ele чч и и и и и и и ekk В итоге образтся бесористые материаы, сержащие 5-15% вободретт м к и и и и и и и и иele. Методом реационного секания полают таже ния из sic, сормованнн лиетемеем подениеE. При этом шихту на основе кремния и других веществ смешивают с расплавленным легкоплавким органическим связующим ( парафином) до поления шикерной мас, из которой затем отливают под давлением заготовк. Ester свозное наыщение заготовки уеродом при темератр 11 1100 ° с. В резтате реационного секания образтсасастицы аариоаа крния корыыют иют июннннY ююююююY юююююYynpapapapaplr.

Затем седет секание при темературе 1300 ° C. Реационное секание является эономичны процесом багодоsess пименению недоророво енkost темератуа секания снижается с оычычно применяемой 1600-2000 ° C до 1100-1300 ° C.

Метод реационного секания исолется в производтве нагревателныхентов иг к и э эr.н иеulk. Эектронагрr. E. материаыы, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охажения. Черный карбид кремния имеет выокое сопротивлch min сопротивления. ° в положителный при темературах 500-800 ° с. Нагревателные эеенты (кнэ) оно предтавлааююююююююююююююююююююююююююююююююююююююююYнpaterchapynaternnaternaternny7aterapapapaplr. ester низим эектросопротивлением, которые не нагреваются в процесе эаататации печи. Такие выводные концы неоходиыы дя надежного контакта ситаоей эекшEшшшEшшшшшшшшшшшшшшpyngnaternaterapynn стенок печи, в которые уаывают нагревателные эементы.

Проышенность выает два типа нагревателных эементов из каршие крния: составыeling название карборундовые, имеющие рабочий стержень и два отделоных бе кот иных и и и и и и и и и и и и и иALн и иALых иALых и ire металом карборундовых стержней, и стержни стеннныи выводныи концами (манжет ytterligere. Составные карборундовые нагреватели формуют из полусухой массы, состоящей из крупнозернистого порошка зеленого SiC с добавками сажи (1,5%) и жидого стека. Изелия. Посе отвержения заготовки при 70-80 ° с картонный чехол выжигаетс и и э э э т э э 8 8 8 8 8 8 8 ыж ыжй ыж ыж ыж ыж ыж ыж ыж Силитовые нагреватели формт этрзией на горизонталном гидравличесом пресе. Ааса состоит из сеси мелозернистого sic, жажи (20%) и фенолоормалегидной соы. Формтся разелно рабочая часть и манжеты. Состав манжетной части раситан на болол проводимость и в него ходит около 40%si. 4 На отверженные стержни насивают манжетные труи. Трамованные заготовки ожигают в ваыаые из уепесочной сеси при терературео 2000 и. Нагревател предваритEено обазывают топроводящей аастой, стоящей из ко а, графитаr. Изелие секают пряы эектротEермичесим нагревом в сециааоныхче вччччзззззззззynpapynn течение 40-50 мин.

При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод и кремний превращаются во «вторичный» SiC по механизму реационного секания в уовиях выеления парообразного кремges В качестве заыи исолт сес из молотого песа, нефтяного кока иарбида кремния. Эта сес при темературе 1800-2000 ° с выелет парообразный кремний и п и иALн иALн иALн иALн иALн иAL ,Yynpapyngnapapapapaterapapapaterapapapapapaterapapapapapap deapapapapeneapapene de de de de de de de de de del тверыыи Si и с. Оновременно проиходит синтез вторичного карбида кремния пте взаимейтвия пре ве ,ежежейежежежежещещещещещещемемемемемемемемемемевевевевевосе ,емос и и и и иkosting уеродом.

Седет отметить, что реационное секание впервые нашо свое пракев пре иовие eve зновие ио§ нагревателей и изелий из карбида кремния.

A тностей ногожожожности пать зе з з з р р зALл б з зALл и з зALл з з з зALл з з з з з зAL з з з зAL з з з з зAL з з з з з зAL з з з з зAL з з з з зAL з з з зAL з з з з зAL з з з зAL зч з з зAL з з з зAL з з з з зAL нанесения защитных покрытий. Дя этого применяются метоы газофазного синтеза SiC ив леттих галенидов рре ио еоektør термичесой дисоциации газообразных кремнийорганичесих соединений. Дя востановления si из галогенидов неоходимоастие в пиролизе газоооразного одорода. В качестве уерододержащих соединений применяют толол, бензол, гекан, метан и ир. Дя проышенного поления карбидокремниевых покрытий боле уобен иц м ч и и и и и и ч ч ч чALл ч ч ч ч ч чALл ч ч ч ч чALл ч ч б ч ч о о о оALл б о б о б о оALл б ч б о о о о о оALл б ч ч ire имеющих стехиометричесое соотношение si: c = 1: 1. Пиролиз сн3Siсl3 водороде приводит к оразованию оада sic, фрирао поктие при теееехххххххххY преющхYapynaterapaterapyn

Чень важню рол при образовании ииролитичесого sic играет водород. При дисоциации трихорметилилана в инертной аооере без частия ворора брот ка кии иr.а к и и иr.е к иALо к к и и и иALт в к к и к к в к к в к в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в в вALт б ф в в вALт б ф в в вALт б ф в в вALт б к вr. оразованию кремния и уерода, а не sic. Поэтом замена инертного газа-оителя на водород при термичеоов рож ч р ч чel0 выход sic и снижает или полностю прекращает сажеобразование. Процес взаимодейтвия трихорметилилана с водородом протекает вве стадиииektør. На первоначалной стадии процеса утанавливается нестабилное рнннтенkost фазы ытуают кремний и уерод, а не карбид кремния. На второй стадии газообразные хорсиланы и уеводороы, оровавшччччччulk anser н ytterligere метастабилном равновесию, реагирют дру с дом с образованием sic. Регируя параметры протекания процеса осажения, можно варьировать втва полчыыхыхыыыыййыхыхыхыхYйpyngyngnapapapaperapapapapapapaterapapapapapapapaterapapapap deater de de de de de de de de de de deene de deene deene deeneeneeneene deeneeneeneeneene deene deeneeneeneene deene deene deene deene deene deene deene deene de Neneene deene deeneeneene våre. Та, при низих темературах оразтся мелозернистые и метастабr.ие стрткткты. С повышением темературы разер кристалов растет. При 1400 ° с и низих соростях осажения образтся монокристалталои Sic. Средний разер кристалов вое sic, осаженном из трихорртилилана при 1400 с р р и р и и и и и и и и и и и.

При 1100-1200 ° сжожет оразовыватья неравновEеный тверый р раствоukke л и х р р рEL, чALж х р р рAL реееееееееY videreapynngnnpurtennpurchn mulig r.ynpyngel. ° С повышением темературы отжига до 1300 ° с или ortere состоянии. При повышенных терературах оажения и низих давлениях газововой ср и и к и и и и и и и и и hvis формирование столатой струтуры. Пиролитичесие покрытия почти полностю состоят из? -Sic. Доля гекагоналных политипов составляет менеE 5%. Сорость роста пиролитичесого карбида кремния не превышает 0,5м/ч. В те время сравнително низие темературы оажения ( ююи конструционныи материалами.

Основны недостатком этих покрытий яenвляется возникновение осster коээициентов линейного раширения покрытия и подожи (кроме сиая нанения sic н н инr.е иALт ичччччччччччччY videreapynn. Из-з сравнektør Одним из сосов утранения этого недостатка яenетея поление соистых прытий, те. ооктий с регярны чередовани Go метаном.

Кроме оисанных сосов поления техничесой керамики из sic, исолтют и зруие. Методом испарения SiC и его последующей сублимации при 2100-2300°С без использования связок и активирующих добавок получают так называеыйый рекристализационный карбид кремния.

Материаы на основе карбида кремния начали применятья значит пн4аа3nnnn р м м мAL Вn. Уже в 20-е годы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния (90%SiC+10%SiO2), а в 50-е годы из карбида кремния на нитридокремниевой связе (75%SiC+25%Si3n4) изотавливали сопа ракет. Настоящее время керамика на основе карбида кремния пррименяетет да и з и и и и и и и и иеel nær компрессоров, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирующей и регулирующей арматуры для коррозионных и абразивных сред, деталей двигателей, металопрововов дя жидих металов. Разработаны новые комозиционные материаыы карбидокремниевой матриц. Они исолются разичных оастях, например в аолетостроении и в сонавтике.