ого розвитку, пред'являються дуже високі вимоги. У зв'язку з цим було звернуто серйозну увагу на вивчення і розробку кераміки безоксідних систем, особливо на карбіду (siс, TaC, WC, ZrC, UC) і нітрид (BN2, AlN2, Si3N4), які характеризуються високотемпературної стійкістю. Зупинимося на карбідкремнійових кераміці.
Висока теплопровідність і механічна міцність карбіду кремнію в поєднанні з високою вогнетривкістю і термічною стійкістю зумовили широке застосування його в якості вогнетривкого матеріалу, але залежно від складу шихти і умов випалу (газового середовища, температури) можуть бути отримані карборундові вогнетриви, різні за фазовим складом і властивостями. В даний час поширеними карборундовими вогнетривами є карборундові вогнетриви на алюмосилікатному зв'язуванні або зв'язці з глини і на кремнеземистого зв'язці.
Так як потреба промисловості в карборундових вогнетривах з кожним роком різко зростає з необхідністю застосування нових футеровочних матеріалів, які володіли б достатньою стійкістю до впливу кріолітогліноземного розплаву і алюмінію, а також газоподібного хлору і хлорного алюмінію при температурах до 1000 ° С і мали б високий питомий електроопір для усунення втрат струму через стінки реакторів і електролізерів, то у зв'язку з цим намічається значне розширення їх виробництва, причому таке розширення пов'язане з виробництвом карборундових вогнетривів на нитридной зв'язці.
У вогнетривкої промисловості при виробництві карбідокремнієвих вогнетривів на нитридной зв'язці, що володіють високою міцністю, термостійкістю і щелочеустойчівий, використовується процес азотування кремнію. Взаємодія кремнію з азотом вивчають уже більше ста років. Результати багатьох робіт показують складність і різноманіття цього процесу, які виявляються в цій залежності швидкості його протікання і співвідношення? - І? - Фаз нітриду кремнію в кінцевому продукті від умов азотування (температура, тиск, склад газового середовища), дисперсності порошку кремнію, наявності в ньому домішок. У багатьох випадках при азотуванні кремнію найбільш кращим є процес, що веде до максимальному вмісту в кінцевому продукті нітриду кремнію в? - Фазі [2].
Нітрид кремнію (Si 3 N 4) - штучно отримується тугоплавкое хімічна сполука, що існує в двох модифікаціях:?- І? -Si 3N4. Обидві структури гексагональні і побудовано з тетраедрів SiN 4, в яких кожен атом кремнію оточений чотирма атомами азоту, а кожен атом азоту є загальним для трьох тетраедрів.
Основним елементом структури обох модифікацій нітриду кремнію є трійка тетраедрів, пов'язаних загальним атомом азоту і розташованих під кутом 120 ° один до одного (малюнок 1, а). Певне уявлення про структуру? -,? -Si 3 N 4 дають малюнок 1, б і 1, в, на яких показано різне розташування тетраедрів в ланцюжку, що йдуть уздовж осі з в цих структурах. Більш докладний, але все ще не повний опис структури дають зображення стовпців, характерних для? -,? -Si 3 N 4 [3], для повного опису введено поняття про розріджених стовпцях [4].
Малюнок 1 - Фрагменти структури нітриду кремнію: а - трійка тетраедрів; б, в-розташування тетраедрів уздовж осі с в структурі? - і? -Si 3 N 4
Структуру обох модифікацій нітриду кремнію зручно описувати, якщо ввести умовні назву і схематичні позначення окремих фрагментів:?-столбец (малюнок 2, а),? - стовпець (малюнок 2, б), розріджені стовпці (малюнок 2, в). Всі ці фрагменти будуються з трійок тетраедрів, мають дві можливі конфігурації з різним напрямком вершин тетраедрів, розташованих у площині симетрії трійки. Різниця трійок тетраедрів на умовних позначеннях стовпців відображається різним напрямком штрихування.
На малюнку 2, г, д наведені зображення структури обох модифікацій в умовних позначеннях, причому на вигляді спереду показані розрізи по діагональних площинах елементарних комірок.
Структура? -Si 3 N 4 будується з? - стовпців, причому сусідні стовпці зміщені і повернені на 60 °. На вигляді зверху (дивися малюнок 2, г) взаємний поворот і зсув? - Стовпців відзначені різної штрихуванням кіл, незаштрихованими колами показані пустотні канали, властиві? -Si 3 N 4.
Структура? -Si 3 N 4 (дивися малюнок 2, д) будується з? - розріджених стовпців і замість пустотних каналів, властивих? -Si 3 N 4, великі порожнечі з координатами 2/3,1/3,3/8 і 1/3,2/3,7/8 [4, 5].
Малюнок 2 - Зображення структури? - і? -Si 3 N 4 за допомогою схематичних умовних елементів
В якості вихідного матеріалу для отримання керамічних матеріалів краще застосування порошку?- Si 3 N 4 так як?-? перехід під час процесу спікання супроводжується рекристалізацією і формуванням структури з видовженими кристалами? -Si 3N4, що підвищує механічні властивості кераміки.
Для промисловог...
