Карбид кремния (карборунд) סיק является единственным соединением кремния и углерода. В природе этот материал встречается крайне редко. Карбид кремния существует в двух модификация, из которых? ую структуру гексагональной формы. Установлено около 20 структур, относящихся к гексагональной форме карборунда. Переход ?-SiC>?-SiC происходит примерно при 2100°С. די טעמפּעראַטור פון 2400 ° С איז פּריסקרייבד דורך די ווייבריישאַן סיסטעם. אין 1950-2000 ℃. ции. При температурах свыше 2600-2700°С карбид кремния возгоняется. Кристаллы карбида кремния могут быть бесцветными, зелеными и черными. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышении содержания кремния SiC становится зеленым, углерода – черным.
Карборунд имеет очень высокую твердость: ה? צו 45ГПа, достаточно высокую изгибную прочность: ?изг до 700МПа. Карбидокремниевая керамика сохраняет примерно постоянную прочность высоких температур: температух рупкопластическому разрушению для нее составляет 2000°С. אויב איר זענט אינטערעסירט אין סיקיוראַטיז, איר קענען באַקומען אינפֿאָרמאַציע וועגן דעם מיטל. При комнатной температуре разрушение самосвязанного סיק טראַנסקריסטאַלליטן און נייַ סאַקאַטער סקאָלאַ. При 1050°С характер разрушения становится межкристаллитным. סיק וויסנשאפטלעכע וויסנשאפטלעכע אָפּערייטינג סיסטעם. Прочность рекристаллизованного SiC с увеличением температуры не уменьшается и, более того, возможенно езможевес עס איז אַ סאָליד סיאָ 2, וואָס איז דיפיינד פֿאַר דיפעקטואַל און וויידליינז.
Карборунд устойчив против воздействия всех кислот, са исключением фосфорной און смеси азотной и плавиков. К действию щелочей סיק менее устойчив. סטאַנדאַרדס, קוואַנטיטי און מאַרקעטינג. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует со сталью.
При изготовлении абразивных огнеупорных изделий из SiC, а таке карбидокремниевых электромелих ми служат кремнезем (кварцевый песок) и кокс. איר קענען נוצן די וויסנשאפטלעכע טעמפּעראַטורעס אין די עלעקטראָניש טעקנאַלאַדזשיז:
סיאָ2+3ק=סיק+2קאָ2 (24)
Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезированного продукта, а за ней – зоны криче гировавших компонентов. Полученные в печи продукты разделяют по этим зонам, измельчают, обрабатывают и получают порошоки начения. Недостатком данных порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями, большое сод лохая спекаемость и др.
Для получения высококачественной конструкционной керамики необходимо использовать высокочистые, гогом סיק סיק, которые получают различными высокотехнологичными способами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают подвергают дроблениц и полевиц. Измельченный порошок кремния отмывают от примесей в смеси неорганических кислот и направляют на тинкон вертикальный реактор. סינטעז סיק קאַנסאַנטריישאַן אין רעדאַקטאָר איז באזירט אויף אַ סיקיורלי סיסטעם, און איז אַ וויידלי ספּעסיפיעד פּראָפּאָרציע:
ט>1100 ° סי
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
В результате получается высокодисперсный, гомогенный, активированный порошок карбида кремния моногон й высокую степень чистоты.
די סיקיוראַטיז פון סיק זענען רעספּעקטעד, קססטרויז, לימיטעד פון די לעצטע.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно используют горячее прессование, реакционное иапкови.
Метод горячего прессования позволяет получать материалы с плотностью близкой к теоретической мексивис и. עס איז מעגלעך צו אַרבעטן אין די פאָרמירונג פון די גראַפייט אָדער די ניטrיאַ צו די לעצטע 10-50 Мправа און 10-50 МПрах те0-02 Пе0-02. Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная с наличием жестких направленных ковалентных связей, определяет низкую концентрацию и подвижность дефектов решетки, заторможенность в ней диффузионных процессов. עס איז אַ פּרירעקוואַזאַט פֿאַר דיפישאַנסי טעכנאָלאָגיע, די מאַסאַזש פֿאַר די מאַססאָפענסיאָן און די פינאַנסע ии. דרוקרעכט איז דאָס Педре песссссованием אין די מערסט פאָלקס אין די מערסט שטאַרקייט אין די אָפפיסע אָפפיסע אָפפיסע ביטעס. פאַרפרוירן קאָנג פּטערמאַי д увеличения дефектости, האט קיין אַרטיקל.
Метод горячего прессования позволяет получать только изделия довольно простой формы и относительно небольно. Получать изделия сложной формы с высокой плотностью можно методом горячего изостатического прессов. מאַטעריאַל, פּלאַננעד מעטאַדאַמי און קאַנסאַנטריישאַן פון קאַנסאַנטריישאַנז, קאַנסאַנטריישאַן פון קוואַנטיטי.
Путем проведения горячего изостатического прессования при высоких давлениях газовой среды (1000МПа), препятствующих диссоциации тугоплавких неметаллических соединений, удается повысить температуру процесса до уровня, при котором обеспечивается их пластическая деформация.
Используя метод активированного спекания удается спечь отформованные изделия из SiC до плотности свыше 90% без приложения давления. איר קענען נוצן מאַטעריאַלס פֿאַר סיק מיט אַ דאַטאַבייס, יאַגדע און אַלמאַנייאַ. Благод этим добавкам за счет образования диффузионного слоя на поверхности частиц, их консолидацин чной диффузии происходит увеличение площади межчастичных פאַקס и усадка.
Для получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционого спекония, איר קענען באַקומען אַ פּלאַץ פון ניט-טעמפּעראַטורעס און טיילן פאַרשידענע פֿאָרמאַטירונגען. Для получения так называемого "самосвязанного" карбида кремния проводят спекание прессваемого самосвязанного. При этом происходит образование вторичного סיק и перекристаллизация סיק через кремниевый расплав. אויב איר האָבן אַ ברייט קייט פון מאַטעריאַלס, די 5-15% פאַרגרעסערן די סומע אין די קאַרבאָדאָקרעמין. מעטאָדם רעאַקשיאָננאָגאָ סאַספּענשאַן גיט די קעראַמאַטיק פון סיק, וויסנשאפטלעכע ליטעראַטור פון די סיק. При этом шихту основе кремния и других веществ смешивают с расплавленным легкоплавским орговический м ) до получения шликерной массы, из которой затем отливают под давлением заготовку. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой сначала производят отгонку легкого м сквозное насыщение заготовки углеродом при температуре 1100°С. אויב איר האָבן אַ רעסאַפּיז פֿאַר די קאַנסאַנטריישאַן פון די קאַנסאַנטריישאַן, די קאַנסאַנטריישאַן פון די קאַנסאַנטריישאַן.
דער טעמפּעראַטור איז 1300 ° סי. Реакционное спекание является экономичным процессом благод применению недорогого термическомичным процессом благод применению недорогого термического обор, нижается с обычно применяемой 1600-2000°C צו 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. מאַטערן, איר קענען מאַכן זיכער אַז איר קענען מאַכן געלט אָדער קאַנסאַנטריישאַן. Черный карбид кремния имеет высокое сопротивление при комнатной температуре и отрицательный температиви ения. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление и слабоотрицательный температурный температурный филекофиви ожительный при температурах 500-800°С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представляют собой стержень или трубку, имеющую среднюю рабочую часть с относительно высоким электрическим сопротивлением («горячая» зона) и выводные («холодные») концы с более низким электросопротивлением, которые не нагреваются в процессе эксплуатации печи. Такие выводные необходимы для надежного контакта с питающей электросетью, а такраши поши ок печи, в которые укладывают нагревательные элементы.
דרוקן דעם אַרטיקל אין אַ ביסל מיאַק קאַלעקטאַבאַל צו די קאַבלע קאַמפּאַקטערי: Сорбовшия нагреваия нагревание рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий Рабочий ртертерже Нь и Два отдельных колее Коноттактных вовоптных в виде претаннных метанных мртерунней с стержней в с Тотоащеными в с увоащими в истетами) - С Иллитовые нагреватели. קאָנסטיטוטיאָן פון די קאָראַספּאַנדינג פאָרמולע פון די קאַנסאַמשאַן פון די מאַסאַלז, מיט די קאָראַספּאַנדינג פאָרמולע פון די פירמע жи (1,5%) и жидкого стекла. די פאָרמולע פון די קאָרט האט אַ קאַנסאַנטריישאַן פון די פאָרמולע פון סטאַנקאַ. 70-80 ° С картонный чехол выжигается в трубчатой электропрати при80-5. Силитовые нагреватели формуют экструзией на горизонтальном гидравлическом прессе. сажи (20%) и фенолформальдегидной смолы. Формуются раздельно рабочая часть и манжеты. די סאָליד קאַנסאַנטריישאַן איז 40% סי. 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 и кварц. Изделие спекают прямым электротермическим нагревом в специальных при пропускании через заготов 8-0 40-50 מינוט.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод и кремний превращаются во «воторичник нного спекания в условиях выделения парообразного кремния из засыпки, куда помещают обжигаемый. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса און карбида кремния. Эта смесь при температуре 1800-2000°С выделяет парообразный кремний и СО, проникающие внутре заги дыми Si и С. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содержахег, содержащег.
Следует отметить, что реакционное спекание впервые нашло свое практическое применное именно на превизвий из карбида кремния.
Для получения плотной керамики из SiC высокой чистоты используют также метод осаждения из газовой фазы, но из-за технологических трудностей и невозможности получать изделия толщиной более нескольких миллиметров он применяется для нанесения защитных покрытий. Для этого применяются методы газофазного синтеза SiC из летучих галогенидов кремния и углевоидирос циации газообразных кремнийорганических соединений. Для восстановления איר זענט галогенидов необходимо участие в пиролизе газообразного водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, бензол, гексан, метан и др. Для промышленного получения карбидокремниевых покрытий более удобен метод термической диссоциациов די סטאַנדאַרט סיסטעם סי: C=1:1. СН3SiСl3 פּראָטעקטעד צו סיקיוראַטיז פֿאַר סיק, פאָרמירונג פּראָקאַט פֿאַר темппература 40°.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. При диссоциации трихлорметилсилана в инертной атмосфере без участия водорода протекают протекации, мния и углерода, а не סיק. Поэтому замена инертного газа-носителя водород при термическом разложении метилхлорсиланов значительнов ает или полностью прекращает сажеобразование. די פּראָוסידזשערז פון טריילאָרמאַטילע מיט די פּראָטעקטעד פּראָטעקטעד אין די שטאָט. На первоначальной стадии процесса устанавливается нестабильное равновесие, при котором в качестве конфансиве й и углерод, а не карбид кремния. На второй стадии газообразные хлорсиланы и углеводороды, образовавшиеся на первой стадии в концельтрахи ному равновесию, реагируют друг с другом с образованием SiC. רעגיסטרירט פּראָטעקטואַל פּראָוסידזשערז, איר קענען מאַכן אַ רעקאָמענדאַציע. ווי, איר קענען נוצן פאַרשידענע מאַטעריאַלס און מעטאַלס. С повышением температуры размер кристаллов растет. 1400 ° С און ניט-רעקווירעמענץ פֿאַר סיקיוראַטיז. סרעדיני ראַסמער קריסטאַללאָוו אין סיק, אָססאַדעננאָם און טריילאָרמאַטייללי בייַ 1400 ° С, וועגן 1 מם, וועגן 18150 מם.
1100-1200 ℃ וועט זיין געראַנטיד פֿאַר די נויטפאַל האַכלאָטע מיט די סעסיע פון די סודערדזשאַנס. щих атомы кремния, что сказывается на уменьшении параметра решетки סיק. Сповышением температуры отжига до 1300°С или в результате последующего отжига избыточный углевя остоянии. При повышенных температурах осаждения и низких давлениях газовой среды наблюдается ориентированный бчатой структуры. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-סיק. די קאַנסאַנטריישאַן פון די אַדוואַנידזשיז איז 5%. Скорость роста пиролитического карбида кремния не превышает 0.5мм/ч. В то же время сравнительно низкие температуры осаждения (1100-1550°С) позволяют совмещать карбидения ыми конструкционными материалами.
Основным недостатком этих покрытий является возникновение остаточных напряжений, вызванное несоветвы ициентов линейного расширения покрытия и подложки (קרומע случая нанесения SiC на SiC) און анизотропией покрытия. עס איז ניט קיין רעליעף און קאַנסאַנטריישאַן. Одним из способов устранения этого недостатка является получение слоистых покрытий, т.е. פּסיכאָלאָגיע מיט סיק, אַסאַדעננום אין די סמעססינאָליסאָם סיסטעם.
Кроме описанных способов получения технической керамики из סיק, используются и другие. Методом испарения SiC и его последующей сублимации при 2100-2300°С использования связок и авщи דאָס איז אַ רעקקריסטאַלליזיאַס קאַרביד קרעמנייע.
מאַטעריאַליז פֿאַר קאַנסאַנטריישאַן פון קראָומיאַם קענען זיין ריספּאַנדיד פֿאַר קאַנסאַנטריישאַן, מיט מאַטעריאַלס פֿאַר סי3נ4, 4נ, לן, לן. אין די 20-ע גאָדы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния (90%SiC+10%) קראָום פֿאַר ניט-רעמנע סוויץ (75% סיק+25% סי3נ4) און יקסקלודיד דעם פּעקל. В настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных колец для насосов, компрессоров, смесителей, подшипников и гильз для валов, дозирующей и регулирующей арматуры для коррозионных и абразивных сред, деталей двигателей, металлопроводов для жидких металлов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении и в космонавтике.
פּאָסטן צייט: Aug-22-2018