Карбид кремния (карборунд) SiC является единственным соединением кремния ndi углерода. В природе этот материал встречается крайне редко. Карбид кремния существует pa двух модификациях, komanso которых ? ы. Mfundo zoyambira 20 zimachokera kuzinthu zomwe zimagwira ntchito. Переход ?-SiC>?-SiC происходит примерно при 2100°С. При температуре 2400°С это превращение происходит весьма быстро. До температур 1950-2000°С образуется кубическая модификация, при более высокой температуре образуются гексаегоильфинья модификация. При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристаллы карбида кремния могут быть бесцветными, зелеными ndi черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышении содержания кремния SiC становится зеленым, углерода – черным.
Карборунд имеет очень высокую твердость: H? kuchokera ku 45ГПа, достаточно высокую изгибную прочность: ?изг до 700МПа. Карбидокремниевая керамика сохраняет примерно постоянную прочность до высоких температур: температура перехода от прупупиго onjezerani 2000 ° С. В то же время для самосвязанного SiC наблюдается прочности при высоких температурах. При комнатной температуре разрушение самосвязанного SiC транскристаллитное ndi носит характер скола. При 1050°С характер разрушения становится межкристаллитным. Наблюдающееся при высоких температурах снижение прочности самосвязанного SiC вызвано его окислением. Прочть пекристан Образование соян сзеееоо,, сов
Карборунд устойчив против воздействия всех кислот, за исключением фосфорной ndi смеси азотной ndi плавиковой. К действию щелочей SiC менее устойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается металлами группы железа ndi марганцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изготовлении абразивных ndi огнеупорных изделий из SiC, а также карбидокремниевых электронагревателей, исходными материалазеватрые программы ndi koks. Ndiyeneranso kufotokoza momveka bwino za Ачесона:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезированного продукта, а за ней – зоны кристаллов низкой чистопрованного продукта. Полученные в печи продукты разделяют по этим зонам, змельчают, обрабатывают ndi олучают порошок карбида кремния общения. Недостатком данных порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями, большое содержание диоксида примесями, большое содержание диоксида премния.
Для получения высококачественной конструкционной керамики необходимо использовать высокочистые, высокодисперсные, высокодисперсные, высокодисперсные ыми высокотехнологичными способами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и помолу в валковой мельнице. Из ьНы Вертикальй ntй реактор. Синтез SiC осуществляется pa реакторе подачей Si в специальные сопла, ndi вместо сжатого воздуха подается пропан:
t> 1100 ° С
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
В результате получается высокодисперсный, гомогенный, активированный порошок карбида кремния монофракционного состава, юмеющиный песни.
Изделия из SiC формуют прессованием, экструзией, литьем под давлением.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно используют горячее прессование, реакционное ndi активированное спекание.
Метод горячего прессования позволяет получать материалы с плотностью близкой к теоретической ndi с высокими механическими свойствами. Прессование проводят обычно в прессформах из графита или нитрида бора при давлениях 10-50МПа ndi температурах 1700-2000°С. Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная с наличием жестких направленных ковантых концентрацию and подвижность дефектов решетки, заторможенность в ней диффузионных процессов. Это затрудняет протекание процесса диффузионно-вязкого течения, ответственного за массоперенос ndi уплотнение при твердофазним. Phunzirani momwe mungakhazikitsire, kufotokozera mwachidule za керамику вводят активирующие спекание добавки или прессованием керамику вводят активирующие добавки kapena проводят физическое активирующие обрабатывают их взрывом увеличения дефектности, удаляют с поверхности влагу ndi оксидные слои ndi т.д.).
Метод горячего прессования позволяет получать только изделия довольно простой формы ndi относительно небольших размеров. Phunzirani momwe mungapangire zinthu zochititsa chidwi ndi zochititsa chidwi kwambiri. Материалы, полученные методами обычного и изостатического горячего прессования, близки по своим свойствам.
Путем проведения горячего изостатического прессования при высоких давлениях газовой среды (1000МПа), препятствульзования диссованих диссованих диссоких диссозихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихихих диссованих диссования проведения горячего изостатического прессования при высоких давлениях газовой среды (1000МПа) й, удается повысить температуру процесса до уровня, при котором обеспечивается их пластическая деформация.
Используя метод активированного спекания удается отформованные отформованные отформованные отформованные изделия из SiC до плотности свыше 90% popanda kuchotseratu. Так получают материалы на основе SiC ndi добавками бора, углерода ndi алюминия. Благодаря этим добавкам за счет образования диффузионного слоя на верхности частиц, ndi укрупнения при зерновезипипипифифнич площади межчастичных контактов ndi усадка.
Для получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционного спекания, который позволяет проволяет проволяет проволяет проволяет используется метод реакционного спекания лучать изделия сложной формы. Для получения так называемого “самосвязанного” карбида кремния проводят спекание прессовок из SiC ndi углерода в присутствии кремния. Monga momwe mungakhazikitsire SiC ndi перекристаллизация SiC через кремниевый расплав. В итоге образуются беспористые материалы , одержащие 5-15% кремния в карбидокремниевой матрице. Методом реакционного спекания получают также керамику ndi SiC, сформованную литьем под давлением. При этом шихту на основе кремния и других веществ смешивают с расплавленным легкоплавким органическим связующий парафиском торой затем отливают под давлением заготовку. Затем изделие помещают pa науглероживающую среду, в которой сначала производят отгонку легкоплавкого связующего, а затемыще производят отгонку легкоплавкого связующего, а затемыще произвозего kutentha kwa 1100 ° С. В результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепенно заполняют исходные поры.
Sungani kutentha kwapakati pa 1300 ° C. Реакционное спекание является эkonomychnыm процессом благодаря применению недорогого термического оборудования, температутуя спения спения 1600-2000°C mpaka 1100-1300°C.
Метод реакционного спекания используется в производстве нагревательных элементов из карбида кремния. Электронагревательные сопротивления из карбида кремния представляют собой так называемые термисторы, т. е. материалы, меняющие сопротивление под влиянием нагрева kapena охлаждения. Черный карбид кремния имеет высокое сопротивление при комнатной температуре ndi отрицательный температурный коэффициент коэффициент с. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление ndi температурный коэффициент, переходяжий 5 00-800 ° С. Каремремремемием На нрр отоситоно влкким ээен Сопротивениениениени Кото Такие выводные концы необходимы для надежного контакта с питающей электросетью, а также для предоходимы от разрушения в питающей электросетью гревательные элементы.
Промышенни премет На рбрундове: иуннни уых утщщееи выводlika Составные карборундовые нагреватели формуют из полусухой массы, состоящей из крупнозернистого порошка зеленого SiC pa 5% ndi 5% kutsika (5%). Изделия формуют в картонных чехлах способом порционного трамбования на станках. После отверждения заготовки при 70-80°С картонный чехол выжигается в трубчатой электропечи при температуре 800-850°С. Силитовые нагреватели формуют экструзией на горизонтальном гидравлическом прессе. Масса состоит из смеси мелкозернистого SiC, сажи (20%) ndi фенолформальдегидной смолы. Формуются раздельно рабочая часть ndi манжеты. Состав манжетной части рассчитан на большую проводимость ndi в него входит около 40%Si. Отпрессованные заготовки подвергают термическому отверждению, в результате которого смола полимеризуется. На отвержденные стержни насаживают манжетные трубки. Трамбованные заготовки обжигают в засыпке из углепесочной смеси при температуре около 2000°С. Нагреватель предварительно обмазывают токопроводящей пастой, состоящей из кокса, графита ndi кварцевого песка. Изделие спекают прямым электротермическим нагревом в пециальных печах пропускании через заготовку тока mu 80-100A 4000 4000 4000 .
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод ndi кремний превращаются во «вторичный» SiC pa механизму реакционния реакционния реакционноя перевращаются зного кремния из засыпки, куда помещают обжигаемый нагреватель. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса ndi карбида кремния. Эта смесь при температуре 1800-2000°С выделяет парообразный кремний ndi СО, проникающие внутрь заготовки и реагирующие сыный проникающие внутрь заготовки и реагирующие своее. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содержащегося в шихте, с углеродом.
Следует отметить, что реакционное спекание впервые нашло свое практическое применение именно в производстве нагревателей изделий изделияиз .
Для получения плотной керамики из SiC высокой чистоты komanso kufotokoza momveka bwino kufotokoza, ноз-за текихнологизический песни ть изделия толщиной более нескольких миллиметров он применяется для нанесения защитных покрытий. Для этого применяются методы газофазного синтеза SiC ndi летучих галогенидов кремния ndi углеводородов или метод термической термической термической дисонской дисород нических соединений. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газообразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан ndi др. Оар оеырем удо Стех --ометиомет ичCA Пиролиз СН3SiСl3 pa водороде приводит к образованию осадка SiC, формирующего покрытие при температурах ku 1400°С.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной атмосфере popanda участия водорода протекают реакции, приводящие к образования, креводящие к образования, кразования, креводящие к образования, кругазования, кразования. Werengani zambiri za momwe mungagwiritsire ntchito SiC kuti mugwiritse ntchito molakwika ни. Процесс взаимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в две стадии. На первоначальной стадии процесса устанавливается нестабильное равновесие, при котором pa качестве конденсированной устанавливается нестабильное равновесие, при котором в качестве конденсированной фазравливается равновесие, при котором в качестве конденсированной фазлевый выступания выступания ремния. На второй стадии газообразные хлорсиланы ndi углеводороды, образовавшиеся на первой стадии в концентрациях, отвечаюающих, отвечающихихих, отвечающий в концентрациях Ndikofunikira kuti mugwiritse ntchito SiC. Регулируя параметры протекания процесса осаждения, можно варьировать свойствами полученных покрытий. Так, при низких температурах образуются мелкозернистые ndi метастабильные структуры. С повышением температуры размер кристаллов растет. 1400°С ndi низких скоростях осаждения образуются монокристаллы ndi эпитаксиальные слои SiC. Средний размер кристаллов в слое SiC, осажденном из трихлорметилсилана при 1400°С, равен 1мкм, а при 1800°С - 15мкм.
При 1100-1200° С может образовываться неравновесный твердый раствор сверхстехиометрическим содержанием атомовываться неравновесный твердый раствор сверхстехиометрическим содержанием атомовываться углеаронимы, замечтомы углеароним тся на уменьшении параметра решетки SiC. С повышением температуры отжига до 1300°С или в результате последующего отжига избыточный углерод выделяется в большего отжига избыточный углерод выделяется в больше. При повышенных температурах осаждения ndi низких давлениях газовой среды наблюдается ориентированный рост кристалловлов и формиртоктова. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Dongosolo lazachuma la 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0,5мм/ч. В то же время сравнительно низкие температуры осаждения (1100-1550°С) позволяют совмещать карбидокремниевые покрытия с любидокремниевые покрытия с любидокремниевые покрытия с любидокремниевые покрытия с любидокремниевые покрытия с любидокремниевые покрытия с любидокремниевия
Mfundo zochititsa chidwi ndi zochititsa chidwi kwambiri, zochititsa chidwi kwambiri ndi zachilendo рытия ndi подложки (кроме случая нанесения SiC на SiC) ndi анизотропией покрытия. Из-за сравнительно низкой температуры осаждения напряжения не релаксируются and покрытия растрескиваются. Одним из способов устранения этого недостатка является получение слоистых покрытий, т.е. kuthandizira pakupanga zida zopangira zida zopangira zida za SiC, осажденным komanso z смеси хлорметилсилана ndi метаном.
Кроме описанных способов получения технической керамики из SiC, используются ndi другие. Методом испарения SiC ndi его оследующей сублимации при 2100-2300 ° С без использования связок ndi активирующей сублимации добавокыке добавокыке добавокыке добавоке добавоке добавоке добавок нный карбид кремния.
Материалы на основе карбида кремния начали применяться значительно раньше, чем материалы pa основе Si3N4, АlN, В4С ndi ВN. Kuchokera pa 20-е годы карбидокремниевые огнеупоры на диоксида кремния (90%SiC+10%SiO2), ndi 50 peresenti ремниевой связке (75%SiC+25%Si3N4) изготавливали сопла ракет. В настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных колец для насососов, компания, компания, компания, компания, комписа, комписа, компания, комписа, применяется monga валов, дозирующей ndi регулирующей арматуры для коррозионных ndi абразивных сред, деталей двигателей, металлопроводомедодов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении и в космонавтике.
Nthawi yotumiza: Aug-22-2018