Карбид кремния (карборунд) SiC является единственным соединением кремния ndi углерода. В природе этот материал встречается крайне редко. Карбид кремния уществует pa двух модификациях, ndi которых ? гексагональной формы. 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 пруператур разрушению для нее составляет 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. Прочность рекристаллизованного SiC in увеличением температуры не уменьшается ndi, более того, возможно ее увеличение, связанное образова который залечивает дефекты на поверхности ndi во внутренних слоях изделий.
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 материалатзеватрый песок) ndi кокс. 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 чистованного продукта компонентов. 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, гомогентые, высокодисперсные, высокодисперсные различными высокотехнологичными способами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и помолу в валковой мельнице. Измельч: орородшlera " 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 чистоты.
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 направленнетых ковалентых низкую концентрацию and подвижность дефектов решетки, заторможенность в ней диффузионных процессов. Это затрудняет протекание процесса диффузионно-вязкого течения, ответственного за массоперенос ndi уплотнение при твердофазним. Kufotokozera mwachidule, kufotokozera mwachidule za керамику вводят активирующие пекание добавки kapena проводят физическое активирование ультрадисперсные орошки, обрабатывают их взрывом для увеличения дефектности, удаляют пверхности влагу ndi оксидные слои ndi т.
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 гозовт изо ZIKUMBUKIZE соединений, удается повысить температуру процесса kwa 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 консолидации ndi укрупнения при зерногифифифнич увеличение площади межчастичных контактов ndi усадка.
Для получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционного спекания, который позволяет проволяет провользется прозесть температурах ndi kukopera zithunzi. 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. Monga momwe zilili ndi momwe mungapangire zinthu zochititsa chidwi komanso zochititsa chidwi kwambiri pazithunzithunzi zojambulidwa ndi zithunzi ( zojambulajambula ) массы, из которой затем отливают под давлением заготовку. Zomwe zimandipangitsa kumva bwino m'miyoyo yawo, pakupanga zisankho zapadziko lonse lapansi, ndikuwongolera magwiridwe antchito. при температуре 1100 ° С. В результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепенно заполняют исходные поры.
Sungani kutentha kwapakati pa 1300 ° C. Реакционное спекание является экономичным процессом благодаря применению недорогого термического оборудования, температутуя спека применяемой 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. Kufotokozera mwachidule za njira zopangira zinthu, kufotokozera mwachidule, kumvetsetsa kutentha 500-800 ° С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представляют собой стержень или трубку, ndikuwongolera высоким электрическим сопротивлением («горячая» зона) и выводные («холодные») концы с более низким электросопротивлениевлением которыем эксплуатации печи. Такие выводные концы необходимы для надежного контакта ndi питающей электросетью, а также для предохранения от разрушения стекения укладывают нагревательные элементы.
Промышленность выпускает два типа нагревательных элементов из карбида кремния: составные нагреватели, получившие название карборые вывода в виде пропитанных карборундовых контактных вывода в виде пропитанных металлом карборундовых стержней, и стержены удонгей (манжетами) - силитовые нагреватели. Составные карборундовые нагреватели формуют из полусухой массы, состоящей из крупнозернистого порошка зеленого SiC pa 5% yocheperako, 5% ndi 5% chithunzi. 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 реакционной песни парообразного 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 ndisпользуют также метод осаждения из газовой фазы, нохноз-за текихнологические невозможности получать 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 дисозихира диссоция кремнийорганических соединений. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие в пиролизе газообразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан ndi др. Для промышленного получения карбидокремниевых покрытий более удобен метод термической диссоциации метилхлорсиланов, имеедобенский Si:C=1:1. 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. Momwe mungakhazikitsire makina osindikizira a SiC ndikusintha makonda a SiC ndikuwongolera kuwongolera. сажеобразование. Процесс взаимодействия трихлорметилсилана с водородом протекает в две стадии. На первоначальной стадии процесса устанавливается нестабильное равновесие, при котором pa качестве конденсированной фазлей выступания карбид кремния. На второй стадии газообразные хлорсиланы ndi углеводороды, образовавшиеся на первой стадии в концентрациях, отвечавшиеся в концентрациях, отвечаюающих, мета amathandizira kutsitsa kwa 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 неравновесный твердый раствор сверхстехиометрическим kufotokoza kwa 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) материалами.
Mfundo zochititsa chidwi ndi zochititsa chidwi kwambiri ndi zochititsa chidwi, zochititsa chidwi kwambiri. расширения покрытия 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 оследущей сублимации pa 2100-2300 ° С без использования связок ndi активирующей ублимации при 2100-2300 ° С без использования связок ndi активирующей вублимации рекристаллизационный 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 pa nkhani ya диоксида кремния (90%SiC+10%SiO2), ndi ndalama zokwana 50 нитридокремниевой связке (75%SiC+25%Si3N4) изготавливали сопла ракет. В настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных колец для насососов, компаний, компание Kuwongolera kwadongosolo, kuwongolera, kuwongolera, kuwongolera, kuwongolera, kuwongolera, kusanthula, kusanthula, kusanthula, kusanthula ndi kusanthula. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении и в космонавтике.
Nthawi yotumiza: Aug-22-2018