астичність, а також термодинамічну нестійкість.
У разі карбідів тенденція до утворення прямих зв'язків С - С більш обмежена, ніж у боридами, і тільки метали, що є сильними донорами електронів, можуть утворювати карбідні фази типу Ме2С і вищими змістами вуглецю; наприклад, до їх числа відносяться рідкоземельні метали, а також лужні і лужноземельні.
Порушення можливостей стабілізації sp3 - конфігурацій у разі атомів - акцепторів призводить до утворення вельми нестійких карбідних фаз, наприклад карбідів заліза, кобальту, нікелю, або взагалі до відсутності карбідів, як це спостерігається у платиноїдів.
У цілому для карбідів характерна ковалентно - металева зв'язок, що змінюється на ковалентно - іонну для карбідів металів, службовців сильними донорами (лужних, щелочно- і рідкоземельних); тому такі карбіди є вже не металоподібними, а солезаборнимі карбідами іонного типу. Тим не менш, в довіднику подібні карбіди віднесені до тугоплавким для практичної зручності, хоча вони ні по тугоплавкости, ні за типом хімічного зв'язку не відносяться до тугоплавким металоподібними.
Атом азоту в нітриду, що має в ізольованому стані конфігурацію валентних електронів s2p3, може бути донором електронів: s2p3? sp4? sp3 + p, а також акцептором, приєднуючи до себе три електрони і набуваючи конфігурацію інертного газу s2p6. Природно, що перша можливість, донорная, проявляється переважно при утворенні нітридів перехідних металів, службовців акцепторами електронів, а друга, акцепторная, - при утворенні нітридів металів - донорів. Однак у більшій частині нітридних фаз відбувається накладання двох цих можливостей, і лише їх співвідношення змінюється від металу до металу. Найбільш сильно донорная здатність атомів азоту, мабуть, проявляється для перехідних металів тріади заліза, а акцепторная - в нітриду перехідних металів IV-VI груп Періодичної системи.
Отже, для нітридів характерна складна ковалентно-металево - іонний зв'язок; однак превалювання в більшій частині нітридів ковалентно-металевого типу зв'язку дозволяє віднести їх до металоподібними тугоплавких сполук. Природно, що рівень їх тугоплавкости значно більш низький, ніж для боридів і карбідів. Крім того, прагнення азоту до утворення термодинамічно міцної молекули в газоподібному стані призводить до досить легкому видаленню азоту з нітридів, що ускладнює їх використання у високотемпературних матеріалах.
Неметалічні тугоплавкі сполуки представляють взаємні з'єднання sp-елементів з характерною для них переважно ковалентним зв'язком, що поєднується в ряді сполук з іонним зв'язком. У довіднику наведені дані про найбільш поширених у техніці і найбільш перспективних неметалічних тугоплавких сполуки - карбідах і нітриду бору і кремнію, а також нітриді алюмінію. Загалом, всі ці сполуки характеризуються прагненням їх атомів до утворення sp3 і s2p6 -конфігурації, але можливо і освіту менш стійких станів в залежності від зовнішніх умов. Як приклад може бути приведений нітрид бору, який утворює три модифікації - графітоподобних, типу сфалериту і типу вюртцита, у першій з яких превалюють sp2-, у другій sp3-, в третій - змішані стану. Найбільш поширене неметалеве тугоплавке з'єднання - карбід кремнію являє собою по суті алмаз, в якому половина томів вуглецю замінена атомами кремнію, що мають менш стійкі sp3 - конфігурації, що викликає великі можливості комбінування функцій зв'язку і утворення більшого числа політіпов? -SiC.
Всі ці сполуки плавляться інконгруентно, розкладаючись при плавленні; всі вони є діелектриками або напівпровідниками.
Карбід кремнію на нитридной зв'язці відноситься до тугоплавким сполукам, його основні властивості: тугоплавкість, висока стійкість проти теплових ударів, хороша жаростійкість до 1200-1300 ° С, висока хімічна стійкість проти дії кислот, розчинів лугів, розплавів металів, солей і шлаків , високе електропротивагу, напівпровідникові властивості. Цей матеріал застосовується в різних областях: у складі жаропочних сплавів, наприклад SiC + Si3N4, B4C + Si3N4, SiC + Si3N4 + Fe; вогнетривкі вироби, для перекачування розплавлених металів і солей, насосів для розплавів, футеровка ванн для виробництва алюмінію електролізом з кріоліту-глиноземних розплавів. Високими вогнетривкими властивостями володіють вироби з SiC з в'язкою з Si3N4. Чохли з Si3N4 і сплавів Si3N4 з SiC для захисту металевих термопар для вимірювання температур фторідних розплавів алюмінієвих електролізерів (стійкість 100 ч при 940 - 970 ° С). У складі об'ємних опорів, високотемпературних термісторів, термосопротивлений різних типів. А також Si3N4 застосовується як зв'язка в композиційних матеріалах [1].
1.2 Теоретичні передумови створення карбідокремнієвих кераміки на нитридной зв'язці
Матеріали, використовувані як кераміки, є в більшості своїй безоксіднимі, або безкисневими, сполуками. Останнім часом до матеріалів, визначальним подальший шлях науково-технологічн...
