Способ получения изделий из нитрида кремния

Способ получения изделий из нитрида кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ооюа Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента ¹

M. Кл. В ОЦ 3/00

Н Oll 7/00

Заявлено 17.V11.1970 (№ 1470280/23-26)

Приоритет 28ХН.1969, № 37714/69, Англия

Комитет по делам изобретений и открытий пои Совете Мииистров

СССР

УДК 661.55(088.8) Опубликовано 21.1 V.1972. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания ЗОХ.1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Роджер Фрэнк Кое и Роланд Джон Лумби (Англия) Заявитель

Иностранная фирма

«Джозеф Лукас (Индастриз) Лимитед» (Англия) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИИ

ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ

Изобретение относится к области получения изделий из нитрида кремния.

Известен способ получения изделий из нитрида кремния путем горячего прессования нитрида кремния с добавкой, например, нитрида магния.

Для повышения прочности изделий предлагается способ получения изделий из нитрида кремния путем горячего прессования пптрида кремния, смешанного с волокнами углерода, покрытыми связующим материалом, способствующим упрочнению связи между углеродом и нитридом кремния, но предотвращающим реакцию взаимодействия между углеродом и нитридом кремния.

Связующий материал может состоять из одного или большего числа слоев, Волокна углерода используются для повышения средней прочности получаемого изделия из нитрида кремния. Однако если волокна не будут иметь покрытие, то они начнут реагировать с нитридом .кремния с образованием карбида кремния. При этом толщина слоя карбида кремния не поддается контролю, и по этой причине оказывает вредное влияние на благоприятное действие волокон углерода. Предпочтительно волокна покрывать сначала карбидом кремния, а затем — итрпдом кремния.

Наличие карбида кремния предотвращает реакцшо,взаимодействия между углеродом и нитридoM кремния вследствие создания слоя контролируемой толщины (предпочтительно около 1 л к), а нитрид кремния образует требуемый материал для обеспечения связи между волокнами углерода и порошкообразным

10 нптрпдом кремния. .Пример. Небольшие волокна углерода нарезают из пучка волокон углерода. Затем волокна углерода помещают в тигель пз огнеупорного материала и нагревают в вакууме

15 в обы шой печи при температуре в диапазоне

1100 — 1400 С для очистки волокон, Далее изменяют атмосферу в печи, заменяя вакуум смесью метилтрихлорсплана и водорода для отложения слоя карбида кремния на

20 волокнах углерода, Температуру утанавливают на уровне 1450 С. Применяя указанную атмосферу, осуществляют отложение карбгда кремния со скоростью 0,5 л мlчас. Отложние продолжают до тех пор, пока не бу,ет

25 получен на волокне свободно лежащий c,oé, толщина которого находится в пределах С1—

336854

Предмет изобретения

Составитель Н. Семенова

Техред Л. Евдонов

Корректор T. Гревцова

Редактор Н. Корченко

Заказ 1495/!7 Изд. № 609 Тираж 448 Подписное

Ц1-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

2 мк, предпочтительно 1 уяк. Затем атмосферу заменяют смесью силана и аммиака в избыточном количестве водорода с целью отложения слоя нптрпда кремния. Применяя такую атмосферу и поддерживая температуру печи на уровне 1000 С, производят отложение покрытия нитрида кремния со скоростью о

100 А/л1ин. Процесс отложения, продолжают до тех пор, пока не будет создан слой нитрида кремния толщиной 1 лтк на углеродных волокнах, покрытых карбидом кремния.

Покрытые частички перемешивают с нитридом кремния в форме порошка и подвергают горячему прессованию для получения изделия пз .нитрпда кремния; при этом средняя прочность изделия на излом повышается. Полоса рассеивания величин прочности на излом значительно сужается в случае углеродных волокон, покрыты.; карбидом кремния и нитрндом кремния.

По одному варианту покрытие наносят на волокна, находящиеся в пучке,,которые лишь после этого нарезаются на волокна. Такой прием является удовлетворительным, хотя концевые срезы волокон оказываются без покрытия. При другом варианте для покрытия волокон углерода применяют олин слой карбида кремния. После этого покрытыс волокна смешивают с порошкообразным нитридом кремния и подверга1от горячему прессованию для получения изделия из итрида кремния.

Среднее значение прочности на излом у такого изделия уменьшается по сравнению с изделием, углеродные волокна которого были покрыты двумя слоями нитрпда кремния и карбида кремния. Разброс значешш величин прочности на излом у ряда изделий, содержащих волокна, покрытые одним карбидом кремния, оказывается меньшим по сравнению с известными изделиями, не содержащими волокон углерода.

Можно использовать другие огнеупорные

5 материалы, заменяющие карбид кремния, например карбид бора, нитрпд бора, диборид циркония и диборид титана. Однако применение этих материалов зависит от температуры, при которой готовое изделие из нитрида крем10 ния будет находиться в эксплуатации. Таким образом, для рабочих температур превышающих 100 С можно использовать лишь карбид кремния; при температурах до 1000 С вЂ” карбид бора, диборид циркония и диборид тита15 на; при температуре ниже 700 С вЂ” нитрид бора.

1. Способ получения изделий из нитрида

20 кремния путем горячего прессования нитрида кремния, смешанного с добавкой, отличаюгцийся тем, что, с целью повышения прочности изделия, в качестве добавки используют углеродные волокна, покрытые связующим

25 материалом.

2. Способ во п. 1, отличающийся тем, что в качестве связующего материала используют, например, карбид кремния, карбид бора, нитрид бора, диборид циркония, диборпд титана.

30 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что толщина слоя карбида кремния находится в пределах от 0,1 до 2 лк.

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что слой нитрида кремния имеет толщину до

35 1 мк.

5. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что связующим материалом служит слой карбида кремния совместно со слоем нитрида кремния.