Карбид кремния
Что такое карбид кремния
Карбид кремния является наиболее широко распространенным материалом для использования в конструкционной (технической) керамике. Такие характеристики, как относительно низкое тепловое расширение, высокая теплопроводность, твердость, стойкость к истиранию и коррозии и, что наиболее важно, сохранение упругого сопротивления при температурах до 1650 оС, привели к широкому спектру применений.
Технология производства
Карбиды кремния для конструкционного применения можно классифицировать как: спеченные, связанные реакцией, жидкофазные и спеченные в твердом состоянии. SiC, связанный реакцией, представляет собой соединение сплошной матрицы SiC, содержащий кремний от 5 до 20%, и металл, заполняющий оставшийся объем. Для получения этого материала порошковообразную заготовку, содержащую уголь, добавляют в виде порошка или в виде продукта разложения смолы из источника углерода, пропитывают кремнием при температуре около 1500оС при непосредственном контакте или с использованием паров кремния.
Кремний вступает в реакцию с углеродной заготовкой, образуя структуру, соединяющую SiC. Оставшийся избыток кремнезема заполняет остаточное паровое пространство и дает полностью плотный продукт, сохраняющий структурную целостность при температуре до 1370оС. Кремний плавится при температуре 1410оС. Заготовка может быть изготовлена любым из традиционных керамических процессов. С другой стороны, низкие температуры (до 1500оС), используемые при реакционном связывании, в сочетании с гибкостью размеров и чистотой порошка обеспечивает получение продукта хорошего качества при разумной стоимости.
Свойства карбида кремния
Сравнительные характеристики
марок карбида кремния
Марка карбида кремния | Наименование показателя | |||
Плотность г/см3, не менее | Доля рабочей поверхности занятой кремнием, %, не более | Микротвердость зерен карбида кремния, Гпа, в пределах | Прочность на изгиб, Мпа, в пределах | |
УМГ-1 | 3.05 | 18 | 23-33 | 350-450 |
УМГ-2 | 3.10 | 12 | 23-35 | 400-500 |
УМГ-3гр | 2.65 | 25 | 20-30 | 250-300 |
УМГ-4 | 2.65 | 25 | 20-30 | 200-250 |
УМГ-Л | 3.02 | 30 | 20-25 | 200-280 |