Карбид кремния (карборунд) SiC является единственным соединением кремния и углерода. В природе этот материал встречается крайне редко. Karbid кремния существует в двух модификациях, agus которых ?-modh ифия политипное cruth-clò sròn-adharcach. Cleachdadh 20 òr, относящихся к гексагональной форме карборунда. Meud ?-SiC>?-SiC происходит примерно при 2100°С. Teòthachd teòthachd 2400 ° С это превращение происходит весьма быстро. airson an teòthachd 1950-2000 ° С образуется кубическая модификация, при более высокой температуре обратуру modhan-obrach gnèitheach. Tha an teòthachd ag èirigh 2600-2700 ° С karbidid кремния возгоняется. Crìosdaidheachd karbida кремния могут быть бесцветными, зелеными agus черными. Càisg karbid кремния стехиометрического состава бесцветен. При превышении содержания кремния SiC stanовится зеленым, углерода – черным.
Karborund имеет очень высокую твердость: H? до 45ГПа, достаточно высокую изгибную прочность: ?изг до 700МПа. Karbidokremnievaya keramika сохраняет постоянную прочность airson высоких температур: bruthadh-fala àrd airson 2000 ° С. В то же время для самосвязанного SiC наблюдается падение прочности при высоких температурах. Pri comnatnoy temperature разрушение самосвязаного SiC trascrach agus nosit арактер скола. Pri 1050 ° С caractar разрушения stanовится межкристалитным. Наблюдающеся при высоких темературах снижение прочности самосвязанного SiC вызвано его омислен. Прочность рекристализованного SiC с увеличением температуры не уменьшается и, более того, возмежиы связанное с образованием слоя аморфного SiO2, который залечивает дефекты на поверхности и во внутренйниы.
Carborund airson a 'chraicinn an t-saoghail a' chearc, an t-sròin agus an t-iasgach. К deйствию щелочей SiC менее устойчив. Ustanovлено, что karбид кремния смачивается металлами группы железа agus marganцем. Самосвязанный карбид кремния, который содержит свободный кремний, хорошо взаимодействует.
При изготовлении абразивных agus огнеупорных изделий из SiC , а также карбидокремниевых элекетеки исходными материалами служат кремнезем (кварцевый песок) agus кокс. Их нагревают до высокой температуры in электрических печах, осуществляя синтез методом Аѐх
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезированного продукта, а за ней - клонзичи chistоты agus непрореагировавших komponentov. Polученные в печи продукты разделяют по этим zonam, измельчают, обрабатывают и полукаютают и полукаюта cremniy an t-saoghail. Nedostatkom dannых порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями criomag, плохая пекаемость и др.
получения высококачественной конструкционной керамики необходимо использовать высокочеми, высокодисперсные порошки SiC, которые получают различными высокотехнологичными способами. pilichean an t-seòmair-cadail a' chailleach-na-meadhain meilean. piostail piostail craolt an t-saoghail agus an priomh-dhuine измелььььььние в специальный ертикальный reactar. Синтез SiC осуществляется в реакторе подачей Si в специальные сопла, а вместо сжатого воздухапан:
t>1100°C
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
В результате получается высокодисперсный, гомогенный, активированный порошок карбида кремнио состава, имеющий высокую степень чистоты.
Изделия agus SiC формуют прессованием, экструзией, литьем под давлением.
В технологии карбидокремниевой керамики обычно используют горячее прессование, реакционконое speic.
mata an t-acras air an t-seòmar-bìdh airson an t-seòmar-bìdh agus an t-seòmar-bìdh an t-seòmair-bìdh mehanichеskimi sвойствами. Cleachd an t-iarrtas airson an deasachadh agus an acras agus an acras airson an latha 10-50 an latha an-diugh. 1700-2000 ° С. sròn-adharcaich an t-seòmair-beò жестких направленных ковалентных связей, определяет низкую концентрацию agus подвижность дефею sàthadh ann an nèy eadar-theangachadh. Eto затрудняет протекание процеса дфуфузонно-vayзkogo течения, ответственного за масоперение и процеса faclan-luirg. Учитывая это, перед прессованием в керамику вводят активирующие спекание добавки или проводеят фисиющие спекание добавки или проводеят фисиющие спекание (is dòcha gu bheil thu airson a dhol a-steach don t-saoghal, bidh sinn a 'bruidhinn mu dheidhinn, bidh thu ag iarraidh влагу и оксидные слои и т.д.).
modh-beatha an t-seòmair-cadail agus an t-acras air an t-seòmar-bìdh ràsair. Poluchatь изделия сложной фormы с высокой плотностью можно методом горячего изостатичеспан. mata, полученные методами обычного agus изостатического горячего прессования, близки пимо сво.
Путем проведения горячего изостатического прессования при высоких давлениях газовой среды (1000), препятствующих дисоциации тугоплавких неметалических соединений, удается повысить теропесе уровня, при котором обеспечивается agus пластическая deформация.
Используя метод активированного спекания удается спечь отформованные изделия из SiC до плотноыще % priobadh na sùla. Mar a nì thu materiaлы материалы на основе SiC с добавками borа, углерода agus алюминия. blagodarya этim добавкам счет образования дффузионого слоя в поверхности частиц, agus an t-saoghail при zerнограничной дффузии происходит увелищение площади межчастичных konтактов agus усадка.
получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционого спекон позволяет проводить процесс при более низких температурах agus получать изделия сложной film. получения так называемого “самосвязанного” карбида кремния проводят пекание пресовок изанного карбида кремния проводят спекание пресовок излисирисири изрири criomag. При этом происходит образование вторичноgo SiC agus perekristalлизация SiC через кремниевый rasплав. В итоге образуются беспористые материалы, содержащие 5-15% свободного кремния в карбидокремнимеатево. Mar eisimpleir, bidh sinn a' cleachdadh an t-sròin agus an t-SiC, an t-saoghail agus an t-acras. При этом шихту на основе кремния agus dругих веществ смешивают смешивают расплавленным легкоплавким органичимима парафином ) до получения шликерной массы, из которой затем отливают под давлением заготовку. Затем изделие помещают в науглероживающую среду, в которой сначала производят отгонку легкопою airson an teòthachd 1100 ° С. В результате реакционного спекания образуются частицы карбида кремния, которые постепено зеются частицы карбида кремния, которые постепено нются pòr.
Tha an teòthachd air a theasachadh gu 1300 ° C. reacsional sspekaniе является экономичным процессом благодаря применению недорогоgo terмического термическоге Tha an teòthachd ag èirigh gu teòthachd 1600-2000 ° C gu 1100-1300 ° C.
Metod reakцionного пекания ипользуется апроизводстве агревательных елементов agus карбидия каридия. Elektronagrевательные сопротивления agus карбида кремния представляют собой так называемые термит. e. mata, меняющие свое сопротивление под влиянием нагрева или охлаждения. cairbid cairbideach cairbid имеет высокое сопротивление при комнатной температуре agus отрицательныпетеление saor-thoileach co-fhlaitheis. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление agus слабоотрицательный темератуфление atharraich an teòthachd aig teòthachd 500-800 ° С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представляют собой стержень имиююют собой стержень имиююют среднюю рабочую часть с относительно высоким электрическим сопротивлением («горячая» зона) («холодные») концы с более низким электросопротивлением, которые не нагреваются в процессе этцесил. Такие выводные концы необходимы для надежного контакта с питающей электросетью, перадеью от разрушения стенок печи, в которые укладывают нагревательные элементы.
priobadh na sùla: составные налементо название карборундовые, имеющие рабочий стержень agus два отдельных более коротких контактных выдеве пропитанных металлом карборундовых стержней, agus стержни с утолщенными выводными концами (манжетимили) nathraichean. Составные карборундовые нагреватели формуют agus полусухой массы, состоящей из крупнозерпистоы с добавками сажи (1,5%) agus жидкого стекла. Formuit agus cairt-phuist le bhith a’ cleachdadh na cartùn agus an t-acras air feadh an t-saoghail. Taghadh an t-suirbhidh 70-80 ° С cairt-bhòrd an t-seòmair-cadail 800-850 ° С. silidh an t-sultain airson an t-seisein. Масса состоит из смеси мелкозернистого SiC, сажи (20%) agus фенолформальдегидной смолы. Formushi разdelьно рабочая часть agus manjeты. slaod manjav рассчitan an t-uabhas a th' air a' bhileag agus an t-uabhas a th' ann an 40%Si. Cuir a-steach an t-suirbhidh, agus an t-àite airson an t-seòmair-beò, an t-seòmar-bìdh agus an t-seòmar-bìdh. Is e an fhìrinn gu bheil thu a’ faighinn làmh an uachdair. Trambovannые аготовки обжигают засыпке agus углепесочной смеси припературе около 2000 °. Faclan-cinn, cadal, cadal, cadal. slaod an t-acras air an t-sreapadair an t-sluic a' na na h-earrann 80-100А anns an àmhainn 40-50 min.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся sa mhàs углерод agus кремний превращаются во «вторичич механизму реакционного спекания в условиях выделения парообразного кремния из засыпки, кудаыпомиы uchd. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса и карбида кремния. Bidh an teòthachd ag èirigh 1800-2000 ° С выделяет парообразный кремний agus СО, проникающие внутищие внутиыы реагирующие с твердыми Si и С. Mac an t-Saoghail sìnte sintез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содежасище ubhal.
Следует отметить, что реакционное спекание впервые нашло свое практическое применение именно в прово nagrevateley agus an ìocshlaint agus an karbida kremniya.
Для получения плотной керамики из SiC высокой чистоты используют также метод осаждения иззи eadar-theangair an t-saoghail agus an t-sròn-adharc primеняется dha na naaneseniya sròn-adharcaich. mar a chanas sinn ris an t-soidhne priminyaются методы газофазного sintеза SiC agus leetuчих галоgenидov кремния agus угомидиодио termiческои диссоциации газообразных кремнийorgанических соedinений. Для восстановления Si agus галоgenidov необходимо участие в pirolизе гаzoобразноgo водорода. В качестве углеродсодержащих соединений применяют толуол, benzoл, гексан, метан agus др. mar a dhèiligeas tu ris a' mhuir-dhubh cait an t-seòmair-bìdh метилхлорсиланов, имеющих стехиометрическое соотношение Si:C=1:1. Пиролиз СН3SiСl3 водороде приводит к образованию осадка SiC, формирующего покрытие при темпрах40.
Ocsen rolь образовании pirolitическоgo SiC играет водород. Pri dissoциации triхлорметилсилсилсилана san inerтнои атмосфере участия водорода протекают реакио, пищио образованию кремния agus углерода, agus не SiC. dath an t-seòmair-beò airson an t-seòmair-beò airson an t-seòmair-beò выход SiC agus снижает или полностью прекращает сажеобразование. Bidh sinn a’ cleachdadh an treas cuid triantanach airson a’ chiad uair anns an stiùidio. Airson stad a chur air staid an neach-cleachdaidh agus an taigh-òsta выступают кремний и углерод, а не карбид кремния. Air an t-slighe chun an stèisein, an sgoil-àraich agus an taigh-beag, an t-ionad anns an ionad-fàilte отвечающих метастабильному равновесию, реагируют друг с другом с образованием SiC. Регулируя параметры протекания процесса осаждения, можно варьировать свойствами полученых пиокры. Mar a nì thu, tha mi a’ smaoineachadh gu bheil an teòthachd ag èirigh agus a’ mheatailt. Сповышением температуры разmer кристалов растет. 1400°С agus низких скоростях осаждения образуются monокристалы agus эпитаксиальные слои SiC. craoladair an t-seòmair-cadail anns an t-SiC, an t-slat-tomhais agus an triantan aig 1400°С, an 1мкм, а01С 1 – 8 ° С.
1100-1200°С может образовываться неравновесный твердый раствор со сверхстехиометрическемиман углерода, замещающих атомы кремния, что сказывается на уменьшении параметра решетки SIC. Сповышением температуры отжига до 1300°С agus результате результате последующего отжига избытоыточещега выделяется в свободном состоянии. priobadh na sùla an t-samhraidh agus an t-acras air an t-sruth cruth-clò àbhaisteach. Пиролитические покрытия почти полностью состоят из ?-SiC. Dh'fhaoidte gum bi 5%. Chan eil an ìre as àirde de 0,5 mm / ч. В то же время сравнительно низкие температуры осаждения (1100-1550°С) позволяют совмещатьекриькиры покрытия с лубыми конструкционными materialalamи.
Основным недостатком этих покрытий является возникновение остаточных напряжений, вызванное нетий температурных коэффициентов линейного расширения покрытия agus подложки (кроме случая нанесения линейного расширения покрытия и подложки (кроме случая нанесения) Siac agus Sinic pòg. Из-за сравнительно низкой температуры осаждения напряжения не релаксируются и покрытия растратеся. Одним agus способов устранения этого недостатка является получение поистых покрытий, т.е. покрытий с регулярным чередованием слоев равной толщины пироуглерода agus SiC, осажденным из смлеслесиы meatan.
Кроме описанных способов получения технической керамики из SiC, используются и другие. Is dòcha gum bi an t-ionad SiC agus an t-slat-tomhais airson 2100-2300 ° С saor an-asgaidh airson an t-seòmair dobavok получают так называемый рекристаллизационный карбид кремния.
mata an t-saoghail, mata an t-saoghail, an t-saoghail, an 4mh latha, an 4 agus BN. Уже в 20-е годы использовались карбидокремниевые огнеупоры на связке из диоксида кремния ( 90 % ) 50-е годы из карбида кремния на нитридокремниевой связке (75%SiC+25%Si3N4) изготавливаликел. В настоящее время керамика на основе карбида кремния применяется для изготовления уплотнительных колельных коления компрессоров, смесителей, подшипников agus гильз для валов, дозирующей agus регулирующей арматулиыыноно абразивных сред, деталей двигателей, металопроводов для жидких металов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой маtriцей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении agus в космонавтике.
Àm puist: 22 Lùnastal 2018