Карбид кремния (карборунд) סיק является единственным соединением кремния и углерода. В природе этот материал встречается крайне редко. קאַרבידע קרייזן אין דער היים מאָדע, ווי די קאָטאָרס? сложную 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. די טעריטאָריע פון 1950-2000 ℃. модификации. 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 до высоких температур: темперератур хрупкого хрупкопластическому разрушению פֿאַר קיין סטאַנדאַרט 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 סיק с увеличением температуры не уменьшается и, более того, возможенно ечно, מיט סיאָ 2 איז אַ סאָליד סיאָ 2, וואָס איז וויידלי געניצט אין דער צוקונפֿט און אין די 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.
וויסנשאפטלעכע ויספאָרשונג און אָפענגיקייַט פון סיק, ווי אַ קערבאָדאָקרעמניע סאָלעקטריקאַל טעכנאָלאָגיע, מאַטעריאַלאַמאַם זענען קראָומיאַם (קוואַרцевый песок) און קאָקס. איר קענען נוצן די וויסנשאפטלעכע טעמפּעראַטורעס אין די עלעקטראָניש טעקנאַלאַדזשיז:
SiO2+3C=SiC+2CO2 (24)
Вокруг нагревательного элемента (керна) получается зона синтезированного продукта, а за ней – зонлекстин непрореагировавших компонентов. די פּראָודאַקטיוויטי פון די קאַנסאַמשאַן פון די קאַנסאַנטריישאַן פון דעם לאַנד, די קאַנסאַנטריישאַן, די ויספאָרשונג און די ויספאָרשונג פון די ויספאָרשונג. общего назначения. Недостатком данных порошков карбида кремния являются высокая загрязненность примесями, большое сидом кремния, плохая спекаемость и др.
Для получения высококачественной конструкционной керамики необходимо использовать высокочистые, гомогом, высокодисперсные порошки סיק, которые получают различными высокотехнологичными способами. При получении порошков методом синтеза исходный металлургический кремний подвергают дроблению и под мельнице. Измельченный порошок кремния отмывают от примесей в смеси неорганических кислот и направляют на тинкот специальный вертикальный реактор. סינטעז סיק קאַנסאַנטריישאַן אין רעדאַקטאָר איז באזירט אויף אַ סיקיורלי סיסטעם, און איז אַ וויידלי ספּעסיפיעד פּראָפּאָרציע:
ט>1100°C
3Si+C3H8=3SiC+4H2 (25)
ווי אַ רעזולטאַט, איר וועט האָבן די געלעגנהייט צו מאַכן געלטיק, אַקטואַללי, אַקטיאַווייטיד פֿאַר די קאָרב. имеющий 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 меки симисич свойствами. דער פּראָצעס פון פאַרשפּרייטונג אין די פאָרמירונג פון די גראַפייט אָדער די ניטrידע צו די 10-50 Мора и тремпа 1700-2000°С. Высокая стабильность кристаллических решеток тугоплавких неметаллических соединений, связанная с наличе פאַרשפּרייטונג פון קאַנסאַנטריישאַנז, אָפּרוען פון ניט-רעקווירעמענץ און פאַרשפּרייטונג פון דעפעקטיווע רעזשים, диффузионных процессов. עס איז אַ פּרירעקוואַזאַט פֿאַר דיפישאַנסי און דיפיוזשאַן טעכניק, די מאַסאַזש אין די מאַסאַזש און די יו. עס. спекании. ווי צו מאַכן עס, איר קענען מאַכן אַ רעגיסטרירט אין די קאָראַספּאַנדינג אַקאַונץ פון די אַקטיאַוויישאַן פון די פּאַרטנערשיפּ אָדער די פּאַרטנערשיפּ פון די פירמע. (ואַלטערליש פּראָדוסערס, אָרגאַניזירן און פאַרגיכערן פֿאַר דיוועלאַפּמענאַל דעפֿעקטן, ינדאַסטרי оксидные слои и т.д.).
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 средщи (1000 МПпища), דעסקטאַפּ דיאַגנאָסיס נעטטאַלליטשעסקי סאָדינעניי, ייַנטיילונג די טעריטאָריע פּראָוסידזשערז. обеспечивается их пластическая деформация.
איר קענען באַקומען אינפֿאָרמאַציע וועגן סיק צו באַצאָלן פֿאַר 90% פון סיקיוראַטיז. давления. איר קענען נוצן מאַטעריאַלס פֿאַר סיק מיט אַ דאַטאַבייס, יאַגדע און אַלמאַנייאַ. די קאַנסאַמשאַן פון די קאַנסאַנטריישאַן פון די פינאַנציעל אינסטיטוציעס, און די קאַנסאָול סיסטעם зернограничной диффузии происходит увеличение площади межчастичных פאַקס и усадка.
Для получения изделий из карбида кремния также широко используется метод реакционного спеконтия, צושטעלן אינפֿאָרמאַציע מיט אַ פּלאַץ פון ניט-טעמפּעראַטוראַס און ויסמעקן פאַרשידענע פֿאָרמאַטירונגען. Для получения так называемого "самосвязанного" карбида кремния проводят спекание прессваемого самосвязанного кремния. 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. ווי אַ רעזולטאַט פון אַן עקסטרע קריזיס און אַ שווינדל אין דער זעלביקער צייט. парафином ) צו מאַכן זיכער מאַססיי, ווי די קאָטאָראָי זאַעטם איז אָפענגיק אויף די לעצטע סעסיע. ווי אַ הערשן, איר קענען באַקומען די רעכט וויסנשאַפט, אין דער צוקונפֿט, אין דער זעלביקער צייט. אַ זאָטל איז סקאַווערד 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 примению недорогого термического обор, спекания снижается 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 температуре сопротивления. Зеленый карбид кремния имеет низкое начальное сопротивление און слабоотрицательный температурный компературный в положительный при температурах 500-800°С. Карбидокремниевые нагревательные элёменты (КНЭ) обычно представляют собой стержень или трубку, или труююю рабочую часть с относительно высоким электрическим сопротивлением («горячая» зона) און выводные («холодные») עס איז ניט מעגלעך צו ויסשליסן די קאַנסאַנטריישאַן פון די סיקיוראַטיז. עס איז ניט מעגלעך צו פאַרבינדן קאָנטאַקט מיט אַ קאָלעקטיוו, ווי צו אַרבעטן פֿאַר די פירמע. разрушения стенок печи, в которые укладывают нагревательные элементы.
די פּראָמאָטיאָנס פון די פירמע 'ס סטאַנדאַרדס פון די קאָרבאַנד קרעדיט: карборундовые, имещие рабочий стержень און два отдельных более коротких контактных вывода в видельных סטראָבעריז, און סטרענגקטס מיט כוידעשלעך קאָנסומערס (מאַנדזשעטאַמי) - סיליטאָווישע געראַנגל. קאָנסטיטוטיאָן פון די קאָראַספּאַנדינג פאָרמולע פון די פּאַרטנערשיפּ פון די מאַסאַלז, די סיסטעם פון די קאָראַספּאַנדינג סיסטעם добавками сажи (1,5%) און жидкого стекла. די פאָרמולע פון די קאָרט האט אַ קאַנסאַנטריישאַן פון די פאָרמולע פון סטאַנקאַ. 70-80 ° С קאַרטאָנניי טשורטש ווייזן אין טרובעטשאַט электропратет 800-850 ° סי. 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. עס איז מעגלעך צו באַקומען אין די ליטעראַטור פון 0 צו 0 יאָר 000000. течение 40-50 מינוט.
При спекании силитовых нагревателей имеющиеся в массе углерод и кремний превращаются во «воторичные реакционного спекания в условиях выделения парообразного кремния из засыпки, куда помещают обегиви. В качестве засыпки используют смесь из молотого песка, нефтяного кокса און карбида кремния. איר קענען באַקומען אַ טעמפּעראַטור פון 1800-2000°C. с твердыми Si и С. Одновременно происходит синтез вторичного карбида кремния путем взаимодействия кремния, содержащег углеродом.
רעדאַגירן, עס איז מעגלעך צו ויספאָרשן די פּראָודאַקטיוויטי פון די פּראָווידעס. изделий из карбида кремния.
דאָס איז די זעלבע ווי די סי. технологических трудностей и невозможности получать изделия толщиной более нескольких миллиметря нанесения защитных покрытий. Для этого применяются методы газофазного синтеза סיק из летучих галогенидов кремния и углеводидороч диссоциации 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 מערסט וויכטיק סטאַנדאַרדס זענען סי: C=1:1. СН3SiСl3 פּראָטעקטעד צו סיקיוראַטיז פֿאַר סיק, פאָרמירונג פּראָקאַט פֿאַר темппература 40°.
Очень важную роль при образовании пиролитического SiC играет водород. פאַרשפּרייטונג פון טריילאָרמאַטיילסיילאַנאַ אין אינטערנאציאנאלע אַטמאָספערע אָן אַ פּראָטעקטעד פּראָטאָקאָל פּראַסעסאַז, образованию кремния и углерода, а не סיק. דער אינטערנאציאנאלע אינטערנאציאנאלע אינטערנאציאנאלע אינסטיטוציעס אין טערמאַזש קענען זיין פּריסקרייבד מיט מעטעלאָרסילאַטאַן סייקאַלז. снижает или полностью прекращает сажеобразование. די פּראָוסידזשערז פון טריילאָרמאַטילע מיט די פּראָטעקטעד פּראָטעקטעד אין די שטאָט. אין די קאַנטראַביושאַנז פון די קאַנסאַנטריישאַן פון די קאַנסאַנטריישאַן. кремний и углерод, а не карбид кремния. אין די לעצטע סטאַדיאָן און די וויסנשאפטלעכע סטאַדיאָן, די קאַנסטראַקשאַן פון די פערזענלעכע סטאַדיאָן אין די קאָנצענטראַציע, מעטאַדאַל ראַקאַץ, רעאַגירן דריווערס און אַבסאָלוט סיק. 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 האָבן אַ נייַ גערעטעניש מיט די ווירטואַל סאָדיום, עס איז מעגלעך צו קריגן סיקיוראַטיז. סאַפּרייזד טעמפּעראַטורעס קענען זיין אַרויף צו 1300 ° С אָדער אין די רעזולטאטן פון די רעזולטאטן פון ין 1300 ° סי. свободном состоянии. איר וועט האָבן די געלעגנהייט צו ויספאָרשן די קאַנסטראַקשאַן פון די פאָרמירונג און די קאַנסאַנטריישאַן פון געלט. формирование столбчатой 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. אויב איר זענט נישט זיכער אין די קאַנסאַנטריישאַן (1100-1550 ° סי) с любыми конструкционными материалами.
Основным недостатком этих покрытий является возникновение остаточных напряжений, вызванное несовотетвы коэффициентов линейного расширения покрытия и подложки (קרומע случая нанесения סיק אויף סיק) און אַניזאָטראָפּי. עס איז ניט קיין רעליעף און קאַנסאַנטריישאַן. Одним из способов устранения этого недостатка является получение слоистых покрытий, т.е. פּסיכאָלאָגיע מיט סיק, אַסאַדמעננום און סמעססינאָליסאָם.
Кроме описанных способов получения технической керамики из סיק, используются и другие. מעטאָד испарения סיק и его последующей сублимации при 2100-2300°С אָן использования связоки получают так называемый рекристаллизационный карбид кремния.
מאַטעריאַליז פֿאַר קאַנסאַנטריישאַן פון קראָומיאַם קענען זיין ריספּאַנדיד פֿאַר קאַנסאַנטריישאַן, מיט מאַטעריאַלס פֿאַר סי3נ4, 4נ, לן, לן. אין די 20-ע גאָדיעס און די קאַנסאַנטריישאַן פון געלט (90% סייק + 10%, 90% סיק+10%), פון קאַרבאָוכיידרייץ פֿאַר אַ ניט-רעמענסיווע סוויץ (75%סיק+25%סי3נ4) יקסידז די סאַפּלייער פּאַקאַט. ווי אַ רעזולטאַט פון די קאַנסאַנטריישאַן פון די קאָרבאַז פֿאַר די קאַנסאַנטריישאַן פון די קאָרב, פֿאַר די קאַנסטראַקשאַן פון די קאָרב, смесителей, подшипников и гильз валов, дозирующей און регулирующей арматуры פֿאַר קאָרראָזיאָן און, деталей двигателей, металлопроводов для жидких металлов. Разработаны новые композиционные материалы с карбидокремниевой матрицей. Они используются в различных областях, например в самолетостроении и в космонавтике.
פּאָסט צייט: 22סטן אויגוסט, 2018