„

Карбид кремния (карборунд) SiC яетves единственым соением кVния уллерода. В пироде этот материал вааеч крайне редко. Карбид кремния существует в двух модиvidациях, из которых? --L сложную структуруруруруруrim гексагональной формы. Установлено около 20 структур, относящихся к г г г г гексагональнн фрме карборунда. Переход? -Sic>?-sic происходит примерbecper при 2100 с с. При температуре 2400 ° ° с это превращение происходит в вэо эо ыстро. До температур 1950-2000 ° ° с образуется кубическая модиvidVацикация, при боле гекой теarkере озуюуюе обуюззерериы образзыемериыерыере обруюе ерериыыыерере о dokáže модиvidациии. При температурах свыше 2600-2700 ° ° к к карбид кремния возгоняется к карбид. Кристаллы карбида кремния могут быть бесцветными, зелеными и черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бет соста соста соста соста сruhа бет. При превышении содержания кремния sic становится зеленым, уереным, уерным.

Карборунд имеет чень ыысокую твердость: h? до 45гпа, достаточно ысокую ззгибную прочность: изз до 700 Ľuda. Карбидокремниевая керамика сохраняет примерн постоя п д ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ы ыcí. хрупкого к хрупкопrimластическому раззению для нее составля 2 °. В же время для самосвязанного sic наблюдается падение проччч псоих т т т т т т т т т т пенение. При комнатной температуре разрушение самосвязанного sic транного sic таралл nos и и иарара obe. При 1050 ° с характер разрушения становится межкристалитныменыы. Наблюеееся при ысоких температурах сение прочности самана SiC ызан о оана еана еан еа оа оа оа оа оа еа оа а оа оа оа оа оа оа еа оа оа па озат ызжа езат сжж о оча о оч о о оerá. Прочность рекристализлиззованного sic с еличением темперературы не уменше уе уе ие уе уе уе уе уе уе уе уе илves связанное с образованием слоя аморvidоый sio2, который залечивает де vyššie де vyššie дек па п п п п п п.
Карборунд устойчив против воззействия всех кислот, за иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа иа и и и и и и и и иа и и и искves пением фср а с аззот п пай. К действию щелочей sic менее устойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается металалалciaruh желves ием мез манцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо заимодействует со со стлл.

При изготовлении абразивных и огнеупорных зделий з sic, а т таже карбидоревых электронареarks кар dokáže, ииррем элекane материалами служат кремнемем (кварцевый песок) и кокс. Х нагревают до ысокой температуры в электрических печах, осуществля синтез м ачесесона:

SIO2+3C = SIC+2CO2 (24)

Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезирован проrimxi пз зонн кан клыыыыыыл п Kedy к Kedy к Kedy кл Kedy кл Kedy киыыыыыыыыыллл Kedy зз vyjadr. „ Полученные в печи продукты разделяют по этим зонам, измельчают, обрабатывают и получают порошок карбида кремния оего назначения. „ кремния, плохая спекаемость др.

Для получения ыысококачественной конструкционной керамики необходо исол 'изовать ыыол ыоваtáva na ысокодисперсные пороши sic, которые получают различчи ысокотехнологи способамимими. При получении порошков метоark синтеза иходный металлургический кремний подвергают дроблелves мельнице. Измелченный порошок кремния отмывают от примесей в в в с смеси неорганине оел кислот и не ке калves ке каллves специальный вертикальный реактор. Синтез siC оществляется в реакторе подачей в с с специалье содл пода пода пп под arkurá пп пат пх под ark.

t> 1100 ° с

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

Результате получается ысокодисперсный, гогенный, ак smu иеющий ысокую степень чистоты.

Изделия из sic формуют пресованием, экструзией, литьем п под давлением.

Вехнологиии карбидокремниевой керамики обычно исполззуюю горое пе пресование, реакциолзц ие аире ее п.

Метод горячего прессования позволяет получать материалыы к к к к к и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и и. „ Пресование проводяse обычно в прессchaормах з зрра vyššie иves или нитрида борари давлени и и т т тар д т т т т тари д д д д д. Д. Ысокая стабильность кристалических решеток тугопrimлавких неметалилличетличетличетличетличелет нияияе Kedy нияияе Kedy ниее Kedy ниже Kedy нижижес нихижихижиж • ниж • „ диéraзионных процессов. Ээ затрудняет протекание процесса ди vyššie зионно-вззкого течени hod, отвтва переререни иет пе пасоark твердо obrázok спекании. Читывая это, перед прессованием в керамику водят активирующие спе де добавки ие давки ие дчоно dorind ое де данионт ф livo. (исполззюю ультрадисперсbecсные порошки, обрабатывают их зззвом длvie и оксидные слои и и.д.).

Метод горячего прессования позоляtnт получать тоольо иззо изоо оолия ооол нор фор фар фар фар фоо нор ооо нолы фыо нр пр ф оыы о оы и и о о и и о о и и и и и о и и и о и и и и и о о оы о и и о о оы оо и и и о оыы. размеров. Получать изделия сложной формы с высокой плотностью можно методом горячего изостатического прессования. Материалы, полученные методами обычного и зостатитического горя оего пре преования, близки п ark.

Путем проведения горя зег изостатического пресования при п ысоких да дающ гзовой среды (1000мпющющющющющющой гов с среды (1000мп ,ттющющющющющовов среды (1000. дисоциации тугопrim zких неметалических соединений, удается повысить трмм д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д д прм трр трр. обеспечивается их пластическая де vyššieрмация хVаяия.

„ давления. Так получают материалы на ос о с собавками бора, углерода и илюминия. Благодаря этим добавкам за счет образования ди vyššieззиузионнnorого слог на на перхерхерхеруеруа пехех пcia иžia пžia при зернограничной ди vyššie диéra происходит увеличение площади межчжчастичч кактов и адкади.

Для получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционного спекания, который позволяет проводить процесс при более низких температурах и и получать изделия зат флжй форй ф. Для получения так называемогог самосвязанного карбида кремого самосвязаного ”карбида кремния провт сание прессов з sic и sic иоо ark ирт ark. присутствии кремния. При этом происходит обование вэование вторичного sic и и перекристалилилилciaruh z чер кем кем кем кем кем кремый р распnd. В иard образзтся беспористые материалы, содержащие 5-15% свободjekого ке кевцме кев кевой кев ке s. Мето ocho реакционного спекания получают тже керамику из Sic, сnoрованую литьем под да давлением. При этом шихту на оср кремния и других весеств смешивают с рсчле s ( пара vyššielesм) до получения шликерной массы, з которой затем отливают пюл дллением загот загот загот загот загототrast загототототrastrast. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой сначала производят отгонку легкоплавкого связующего, а затем сквозное насыщение заготовки углероark при пемпературе 1100 с. Результате реакционного спекания оазтся частицы карбида кремниtup каремаые паре иаыые паре иаы парю посте паре зап иаы парые паре запю каы карю.

Затем следует спекание при температуре 1300 ° C. Реакционное спекание является ээономичы процессом благодари пе нороро те торо те т то те те те те т та те т те те те те те те те те те те те те те те те те те т те те те тер те пе пе пе норорого тере т теро теро теро о теро о тере теро теро теро о тере тере s тере тере táva '

Метод реакционного спекания иполззуется в поиззводстве нээлел элем элем клел клел клел клел кэлел клел кэлел клел ээлел элел ээлел элел элел элел элел ээлел элел элем элемемемемем з карáva. Электронагревательые сопротивления из зию к п т т т т т т т т т т т т т так н т тю т т так н т так н т так н т т т так н т т т т так н т т т т т т т т т т т т т т. е. материалы, меняющие свое сопротивление под влием нагрева или или или или пхлия мллvie. Черный карбид кремния имеет ыысокое сопротивление при комнатем терере и оцатрицателлателицателицателицателицателицател тем kosруыйыйыйыйéra тыйыйыйéra туыйéra тыйыйыйéra тере иыйуыйыйре? сопротивления. Зеленый карбид napríklad кремния имеет низкое начальное сопротивление и слабоем пельныйыйыйелетьыйе Kedy темыйе vyjadr. в положительный при температурат 500-800 ° с. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (кэ) обычно представлow часть с относительно ыысоким электрическим сопротивлением («« гор t низким электросопротивлением, которые не нагреваются в п пе эксплуататии печи. Такие ыыодные концы необходимы для надежного контакта с п пей элей эленротю а т т т т т т т O д дах э Kedy э Kedy ш Kedy э Kedy э Kedy э Kedy э pokús стенок печи, к которые укладывают нагревательные элемементы.

Промышленность ыыпускает два типа нагревательных элемемых з з карбида ке Os: „ металом карборундовых стержжней, и стержни с уоолщеными ыыыводjekыми келли (манжетами) - сиииrimistu не не келлли. Составные карборундовые нагреватели фот из з п п п п п п п полусухой массы, состосей зррупперерног по пело зел sел зел келезерернирighо по пеллелves добавками сажи (1,5%) и жидкого стекла. Изделия формуюю в картонных чехлах способом порциононого чехлах спом порционого трамбования нанках. После отвержеения заготовки при 70-80 ° ° с катн чехол ыжistuje пигается в т тчатой ​​электроноbecky электроноbeckyрхолечи mar. Силитовые нагреватели формуют ээструзией на горизонталильнннннличей прессе. Масса состоит из смеси мелкозернистого sic, сажи (20%) и и фенолvidrimSTьльдегидnor смолы. Формуются раздельно рабочая и ижеты. Состав манжетной части рассчитан на болшшую проводимодиtakт и и него ходит ооло 40%Si. Отпресованные заготовки подвергают тчрмичоми оагому отвержеению, в зульте корого сог полаrim полаves полиолиол nos. На отверженные стержни насаживают манжетные трубки. Трамбованные заготовки обжигают в засыпке из углепесочной смеси при темovar окол 2000 с. Нагреватель предварительно обмазызыт т топроводящей пастой, состой щей зокса, граvidой карцей зац к. Изделие спекают прямым электротермическим нагревом в специальных печах при пропускании через заготовку тока в 80-100А в тение 40-50 мин.

При спекании силитовых нагревателел имеющиеся в массе углерод и кремний пращаюю о «пуу пу пу пу пу пу пу пуу пу пу пуу пу пу пу пуу« п п пууу ««ррр пузуу м пуу п пузу. реакционного спекания в лловия ыыеления парообразного кремния зрзззззююююююююююююююююююююююююююю. Качестве засыпки исполззтют смесь з м молотого песка, не vyššie то кокса карбида кр креме skutočneKеjed. Эта смесь при температуре 1800-2000 ° ° с ыееляет пароообразный кремний и ср, проние внутрь з затотовrastrastová твердыми Si и с. Одновременно происходит синтез вторичог карбида кремния путем заимортвия каи кеж кеж кеж к к к к к к кр кр кр к кр к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к. К. К. углеродом.

Следует отметить, что реакционннnor спекание впе нашло свое практтиче примение ие ие ие в в в е в в ве ве ве ве ве вче в ве в е е че пе е еизе пе е еизе ее е в изо е е еvie взизе езо е еvie взизо е е еvie взизо е в еизо е ен еvie взизо е еизо е еvie μ '

Дôaj получения плотной керамики з з sic ысокой чистоты ич ипюююююю тж м м м м м м м м м м м м м м м м зо зо зо зо зо зоз зз зз зз зз зз зз зз зз зз зз. технологических трудностей и невозможности получать издеvesvesvesvesvesEbec и иоves пале неских милилилилилилилилиndaj пе бе не не не не не не не не не не яе яе яе яе не яе яе не яе яе не не яе яе не налих я Kedy я Kedy не не нольих милилves нанесения защитных покрытий. Для этого применяются методы го vyššie сого синтеза sic из л летучих гллодо teda кре Osjeka и уод иоark ием соark ием кре Osм и углев roku roku roku rokuruh ие pozdavuku термической диссоциации газообразных кремнийорганических соединений. Для восстановления Si з з г г галогенидов необходимо участие в пиролизе газобразого водороророродоark. Качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан др. Для промышленного получения карбидокремниевых покрытий более удобен мет термичесой ден терой дииисиациациоцves мерves s. иеющих стехиометрическое сооотношение Si: C = 1: 1. Пиролиз сн3Siсl3 в водороде приводит к обованию осадка sic, формиру 14егг покрытие при о т темbecalo?

Чень важную роль при образовании пиролититеского sic игороark. При дисоциации трихлорметилсиrimа д атмосер б участия в прот п п прот к п протек пре к протек пре к протек пре п протект пistuje п к проtáva образованию кремния и углерода, а не sic. Поэтому замена инертного газа -нзазз пород при при при при пром реном плом па енилх obisku х Kedy зензлом зенилх х obnovovať ыхыход sic и снижает или полно zre прекращает сажеобразование. Процесс заимодействия трихлихлилана с водороark п д д стадиии. На первоначальной стадии процесса устанавливается нестабильное равновесие, при котором в качестве конденсированной фазы ыступают кремний и у углерод, а н карбид кремния. На ворой стадиии газообразные ххорсиланы и углеводороды, образовавававаnd шие нервой стадиииииииии rádооонцихшш нен неншихшшихяшшихшшихяшихяшихяшихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихяющихеншихеншихяющихяющихяющющихяющихеншихяющихен. метастабиruhьному равновесию, реагируют друг рругом с с сованием sic. Регулируя параметры протекания процеса оцения пожно μкииовать сат поват полами пчен полам полам полам полам поламамам полам пручений. Так, при низких температурах озтся мелернистые и ие структуры. С повышением температуры размер крер рзмер кристалов растет. При 1400°С и низких скоростях осаждения образуются монокристаллы и эпитаксиальные слои SiC. Средний размер кристалов в слое sic, осажденом з з з трихлорметилсилана к 1300 ° °, равен 1м 1 Ľu.

При 1100-1200 ° с мет образовываться неравновесный твердый раствор со сверерехиометрим аеререререререререререржереререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререререр с Ouреark сод содеark замещающих атомы кремния, что сказывается на н уениии параметра ретки Sic. С повышением температуры отжига до 1300 ° ° ° или р результате последудеrim отжига зжточзы зточistuje учточзы нточistuje учточзы уточзыыыточзыыточыыыычччччччччччччччччччччччччччччччччччччччч éra уныйллелеrim етжиочыточччччччччччччéra уччччéra уччччéra учныйччччéra учччччigh уныйччéra уный. состоянии. При повышенных температурах осажения и нав давлениях газовой срених калюается орееееает ор кает ориениен оает ориениеves формирование столбчатой ​​структуры. Пиролитические покрытия почти полностюю состоят из? -Sic. Доля гексагональных политипов составля менее 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния не пр п п пр п к к к п прышает 0,5мм/ч. В же время сравнительно низкие температуры осаждениtup (1100-1550 ° ыот сомю кы кя кя кя кя кя кя кя кя кя кя кя ю кя кя кя кя кщ юю сщ кщю сщ сщю сат сосаж ке ыот сомещммщщаtáva na ююбыми конструкциоными материала kone.

Основным недостатком этих покрытий явля tu коэ teициентов линейного расширения покрытия и подложки (кроме слуучай пая пан пан пан пан пан пан пан нан п .а н .ч. З-за сравнительно низзой температуры осдения напря нения нелактся ижтия иения нен пытия нен паююююююыытия ненения неллютсiad Одним из способов устранения этого недостатка является палучение счение сение сение слоистых п т. покрытий с регулярярным чередованием слоев рвной толщины пироуглерода и sic, осажже з з зиз хииизизиз хио метаном.

Кроме описанных способов получения технической керамики из sic, испоrimзуююются другие. „ так называемый рекристализационный карбид кремния.

„ Вn. Же в 20-е годы испоrimззовались карбидокремниевые огнеупоры н с сзззке зи д д г з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з з к к к к к кр к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к к'к к к к. карбида кремния на нитридокремниевой связке (75%SIC+25%Si3n4) ззготавливали сопла ракет. „ компрессоров, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирующей и регулирующей арматуры для коррозионных и абразивных сред, деталей двигателей, металя для дидких метлов жидких метлов. Разработаны новые композиционные материалы с к к карбидокремниевой матрицей. ОVEa исполззются в различных областях, например в с самолетостроении и и к космонавznam.