Карбид кремния (karborund) SiC является единственным соединением кремния и углерода. Во природе этот материјал встречается крайне редко. Карбид кремния существует в двух модификациях, из которых ?-модификация является политипной и представляет собой сложную структуру гексагональной формы. Установлено около 20 структур, относящихся к гексагональной форме карборунда. Rrjedh ?-SiC>?-SiC është një shembull në 2100°С. При температура 2400°С это превращение происходит весьма быстро. Do temperatur 1950-2000°С образуется кубическая модификация, при более высокой температура образуются гексагональные modifikime. При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристаллы карбида кремния може да быть бесцветными, зелени и черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышении содержания кремния SiC становится зеленым, углерода – черным.
Карборунд имеет очень высокую твердость: H? deri në 45GPa, deri në 700MPa. Карбидокремниевая керамика сохраняет примерно постоянную прочность до высоких температур: температура перехода от хрупкого к хрупкопластическому рушению для нее зачинува 2000°С. Во то же время за самосвязанного SiC наблюдается падение прочности при высоких температурах. При комнатной температура разрушение самосвязанного SiC транскристаллитное и носит характер скола. При 1050°С характер разрушения становится межкристаллитным. Наблюдающееся при высоких температурах снижение прочности самосвязанного SiC вызвано его окислением. Prochity rekristallizovannogo SiC me увеличением temperaturы nuk e zvogëlon dhe, më shumë, mund të jetë një zvogëlim, zvogëlimi i arsimit në слоя amorfnogo SiO2, i cili zbulon defektin e disa prej tyre.
Карборунд устойчив против воздействия всех кислот, за исключением фосфорной и смеси азотной и плавиковой. К действию щелочей SiC meе устойчив. Установлено, что карбид кремния смачивается металлами группы железа и марганцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изготовлении абразивных и огнеупорных изделий од SiC, а также карбидокремниевых электронагревателей, исходными материјали служат кремнезем (кварцевый песок) dhe koks. Ih naгревают до высокой температуры в электрических печах, осуществляя синтез методом Ачесон:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Nëpërmjet gërvishtjes elementa (kerna) poluchaetsya zone syntezirovannogo produkta, a për ney – zonы кристаллов низкой чистоты и непрореагировавших 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. Со помош на методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и помолу во валковой мельнице. Измельченный порошок кремния отмывают од примесей в смеси neorganicheskih kislot dhe të rregulluar në tonkoe измельчение në reaktorin e specializuar vertikal. Syntez SiC осуществляется во reaktore podacheй Si në speciale sopa, dhe në vend të lirë të ajrit që ofron propan:
t>1100°С
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
Në результате получается высокодисперсный, гомогенный, активированный порошок карбида кремния монофракционного состава, имеющий высокую gradь чистоты.
Prodhimi i SiC formuyut presovaniem, эkstruzieй, литьем под давлением.
Në teknologjitë карбидокремниевой керамики обычно используют горячее пресование, reaksionnoe dhe aktivirovannoe spekaние.
Метод горячего прессования позволяет получать материјали со плотностью близкой к теоретической и со высокими механическими свойствами. Пресвание проводят обычно во пресформах из графита или нитрида бора при давлениях 10-50МПа и temperaturaх 1700-2000°С. Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная со наличием жестких направленных ковалентных связей, определяет низкую концентрацию и подвижности Это затрудняет протекание процесса диффузионно-вязкого течения, ответственного за массоперенос и уплотнение при твердофазном спекании. Учитывая это, перед пресованием в керамику вводят активирующие спекание добавки или проводят физическое активирование (используют ультрадисперсные порошки, обрабатывают их взрывят увелих для ные слои и т.д.).
Метод горячего прессования позволяет получать только изделия довольно простой формы и относительно небольших размеров. Получать изделия сложной формы со высокой плотностью методом горячего изостатического прессования. Materiale, poluchennыe методами обычного и изостатического горячего прессования, близки по своим свойствам.
Путем проведения горячего изостатического прессования при высоких давлениях гасовой среды (1000МПа), препятствующих дисоцации тугоплавких неметаллических соединений, удается повысудь процес х пластическая деформация.
Metoda e përdorimit aktiv të specifikave është 90% pa aplikim të dhënash. Për të mbledhur materiale të reja SiC me dobavkami bora, ugleroda dhe alyuminia. Miratimi i diffuzionit për shkollimin e diffuzionit të fjalës për një pjesë të mirë, dhe konsolidime dhe ukrupnenija për diffuzionet kufitare të kufirit do të jetë i dukshëm më i madh i kontakteve të instaluara.
Для получения изделий од карбида кремния также широко используется метод реакционного спекания, который позволяет проводить процесс при болееких температурах и получать изделия сложной format. Для получения так называемого "самосвязанного" карбида кремния проводят sпекание прессовок од SiC dhe углерода во присутствии кремния. При этом происходит образование вторичного SiC dhe rekristalizimi i SiC через кремниевый расплав. Në dhetoge образуются беспористые материјали, содержащие 5-15% свободного кремния во карбидокремниевой матрице. Методом реакционного спекания получают также керамику од SiC, образованную литьем под давлением. Për më tepër, për të bërë një gjë të tillë. Përbashkët me miqtë tuaj I ri 110.000 $. Во результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепенно заполняют исходные поры.
Temperatura e temperaturës është 1300°C. Reaksional spekanija javljaetsja эkonomichnыm processom благодаря применению jorogogo termicheskogo oborudovaniя, temperatura spekanija zvogëlohet me normale ndryshime 1600-2000°C deri në 1100-1300°C.
Метод реакционного спекания используется в производи нагревательных элементов од карбида кремния. Электронагревательные сопротивления из карбида кремния представляют собой так называемые termistorы, т. e. materiale, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охлаждения. Черный карбид кремния имеет высокое сопротивление при комнатной температура и отрицательный температурный коэфциент сопротивления. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление и zbehtë temperaturnый koefficient, pereходящий во положительный при temperaturaх 500-800°С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представува собой стержень или трубку, имеющую среднюю рабочую часть со относительно высоким электрическим сопротивлением («горати»)» kjo është e pakta, e cila nuk është e mirë në procesin e eksplorimit të njerëzve. Takie vыvodnыe concы nuk janë të nevojshme për kontaktin e besueshëm me pitayuщей эlektrosetьyu, dhe një mënyrë për të parandaluar prishjen e stenok pechi, në atë që ju korrespondon me grevatelnыe elemente.
Промышленность выпускает два типа нагревательных элементов од карбида кремния: составни нагреватели, получившие название карборундовые, имеющие рабочий стержень и dy отдельных более коротих карбидных вых стержни с утолщенными выводными концами (манжетами) – силитовые нагреватели. Karborundovыe karborundovыe formuyut nga polusuhoy massы, mestoyaщей од крупнозернистого порошка зелено SiC me dobavkami faqe (1,5%) dhe strehë e gjallë. Formulimi i formës në kartonnыh чехлах способом порционного трамбованија на станках. Lajmet e mëparshëm dhe të ardhshëm : 70-80°С kartonnыy чехол vыжигается во трубчатой электропечи me temperaturë 800-850°С. Силитовые нагреватели формуют экструзией на горизонтальном гидравлическом прессе. Massa përbëhet од смеси мелкозернистого SiC, faqe (20%) dhe fenolformalьdegiдной смолы. Формуются раздельно рабочая часть и манжеты. 40%Si. Shtypja e përgënjeshtrave të tjera të termike, në rezultatin e kotorogosmola polimerizuetsya. На отвержденные стержни насаживают манжетные трубки. Трамбованные заготовки обжигают в засыпке од углепесочной смеси при температура около 2000°С. Нагреватель предварительно обмазывают токопроводящей пастой, состоящей из кокса, графита и кварцевого песка. Dalje specayut primыm эlektrotermicheskim nagrevom in specialnыh pechah me propuskanie через заготовку toka në 80-100A në 40-50 min.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод и ний превращаются во «вторичный» SiC по механизму реакционного спекания во условиях выделения парообразного кремния из засгрейгам, куда помещаются. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса и карбида кремния. Эта смесь при temperatura 1800-2000°C bën të mundur përdorimin e kremës dhe SO, pronikaющие внутрь заготовки и реагирующие со твердыми Si dhe S. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содержащегося в шихте, со углеродом.
Следует отметить, что реакционное шпекание впервые нашло свое практическое применение именно во производите нагревателей и изделий од карбида кремния.
Для получения плотной керамики од SiC высокой чистоты користи также метод осаждения из газовой фазы, но из-за технологических трудностей и невозможности получать изделия толщинощиной болех залее etj. покрытий. Për shkak të përdorimit të metodës gasofaznogo synteza SiC nga letuchih galogenirov creamnyya dhe uglevodorodov ose metoda termike dissociations gasoformnыh kremniyorganicheskih uniteniy. Для восстановления Si из галогенидов необходимо участие во пиролизе газообразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан и др. Для промышленного получения карбидокремниевых покрытий более udoben metoda termicheskoy dissociations metilchlorsilanov, nameющих стехиометрическое соотношение Si:C=1:1. Пиролиз СН3SiСl3 во водороде приводит к образованию осадка SiC, formaрующего покрытие при temperaturah deri në 1400°С.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. Për shkak të dissociation trihlormetilsilana во инертной атмосфере без участия водорода протекают реакции, приводящие к образованию кремния и углерода, a nuk SiC. Poэтому замена инертного gaza-nositelija e ujit në termike për të aplikuar metilhlorsilanov do të thotë se do të ndihmojë në hyrjen e SiC dhe të zvogëlojë ose të zvogëlojë saktësinë e saj. Процесс взаимодействия трихлорметилсилана со водородом протекает в две стадии. Në fillimin e gradave të procesit të paqëndrueshëm, në cilësinë e kondensirovannoy fazы vыступают кремний и углерод, а не карбид кремния. Në второй стадии газообразные хлорсиланы и углеводороды, образовавшиеся на први стадии во концентрациях, отвечающих метастабильному равновесию, reagiruюt tjetrin me të tjerët me arsimin e SiC. Reguliruya parametrы protekaniy processsa осаждения, mund të ndryshoni shërbimet tuaja poluchennыh pokrыtiй. Так, при низких температурах образуются мелкозернистые и metastabilьные структуры. С повышением температуры размер кристаллов расте. Për 1400°С dhe për pak kohë më të afërt, për shembull, monokristallы dhe эпитаксиальные слои SiC. Mesniy размер кристаллов во слое SiC, i rënduar nga trihlormetilsilana në 1400°С, raven 1mkm, deri në 1800°C – 15mkm.
При 1100-1200°С mund të образовываться неравновесный твердый раствор со верхстехиометрическим содержанием атомови углерода, замещающих атомы кремния, что сказывается на умень. С повишением температуры отжига deri në 1300°С ose në результат последующего отжига избыточный углерод выделяется в свободном состоянии. При повышенных температурах осаждения и низких давлениях газовой среды наблюдается ориентированный рост кристаллов и formaрование столбчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Доля гексагональных политипов е 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0,5 мм/ч. Në këtë rast, temperatura e ulët është e ulët (1100-1550°C) është e lidhur me karbidokremnievыe pokrыtiya me materialet e konstruksionit.
Основным недостатком этих покрытий является возникновение остаточных напряжений, вызванное несоответствием температурных коэффициентов линейного расширения покрытия икротия икрые) Nga-за сравнительно низкой температуры осаждения напряжения не релаксируются и покрытия растрескиваются. Одним из способов устранения этого недостатка является получение слоистых покрытий, т.е. покрытий со регулярным чередованием слоев равной толщины пироуглерода и SiC, осажденным од смеси хлорметилсилана со метаном.
Кроме описанных способов получения технической керамики од SiC, используются и другие. Metoda e përdorimit të SiC dhe ego pasduyuщей sublimations në 2100-2300°C pa përdorimin e svyazok dhe aktivizuar dobavok poluchayut таk nazыvaemый rekristallizationnый karbid kremnija.
Materialet për karbida të lehta janë të njohura shumë më të vogla, për materialet e vogla të Si3N4, AlN, V4S dhe VN. Në 20-vjecare përdor karbidokremnievыe ogunuporы në svyazke nga dioksida kremnija (90%SiC+10%SiO2), dhe në 50-e vjecare 50-e годы од карбида кремния на нитридокремниевой связке 3+25%S (74%S). Во настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных колец для насосов, компресоров, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирущюльния армажые и зивных сред, деталей двигателей, металлопроводов для жидких металлов. Разработаны новые композиционные материјали со карбидокремниевой матрицей. Они используются во различных областях, për shembull, во самолетостроении и во космонавтике.
Koha e postimit: Gusht-22-2018