2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки





Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение28.03.2016, 12:16 


22/03/15
42
Здравствуйте. В интернете увидел видео, где русские ученые рассказывали о новом способе производства изделий из карбида кремния произвольной формы. В печь с инертной средой помещали вырезанный из высушенного дерева брусок и возгоняли всю органику из него при $1550^{\circ}C$ - оставался один углеродный "скелет". Далее, скорее всего в уже остывшую печь (иначе углерод бы окислился - логично?) загружали чистый кремний, прямо, такой камень туда положили и все. И до той же температуры нагревали. Вопросы:
1. Почему кремний впитался целиком, ведь брусок, грубо говоря, мог "выглядывать" из лужи расплавленного кремния? Может осмотическое давление заставило проникнуть кремний всюду, как мочалка не полностью погруженная в воду со временем становиться мокрой полностью?
2. Почему при первом контакте жидкого кремния с углеродным каркасом, образовавшийся карбид кремния не закупорил всю его поверхность, а все таки проник вглубь.
3. Можно ли изготавливать таким способом очень тонкие изделия? Не покоробит ли возгоняемую заготовку из дерева $0.1-1 \,\text{мм}$ толщиной в печи?
P.S. Надоели бритвы, кассета стоит бешеные бабки, хватает на секунды, долой! Каждому мужику по Вечному Бритвенному Станку из карбида кремния!
Спасибо за ответы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение28.03.2016, 16:23 
Аватара пользователя


29/03/12
1569
welder в сообщении #1109823 писал(а):
осмотическое давление заставило проникнуть кремний всюду

Сомнительно что это осмос :-) , дрын превратился в активированный уголь, с большой поверхностью.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение28.03.2016, 16:34 


07/08/14
1658
Может не закупоривает из-за того, что объем карбида кремния меньше, чем сумма объемов кремния и углерода отдельно, из которого он состоит? То есть получается не кристалл, а губка?
$\text{Плотность г/см}^3$
кремния - $2,33$
графита - $2,25$
карбида кремния - $3,21$
Ну и еще наверное, ноу-хау какое используют кроме этого ;)

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение29.03.2016, 07:04 


22/03/15
42
upgrade в сообщении #1109877 писал(а):
Может не закупоривает из-за того, что объем карбида кремния меньше, чем сумма объемов кремния и углерода отдельно, из которого он состоит? То есть получается не кристалл, а губка?
$\text{Плотность г/см}^3$
кремния - $2,33$
графита - $2,25$
карбида кремния - $3,21$
Ну и еще наверное, ноу-хау какое используют кроме этого ;)

Вполне может быть, ведь реакция идет только на поверхности углеродного каркаса. А для того, что бы реакция произошла по всей поверхности не так уж и много кремния надо, остатки не прореагировавшего кремния скорее всего просто затвердевают в порах уже карбидокремниевой "губки" в чистом виде. Тогда, это не совсем полноценное изделие из карбида кремния, ведь при дорогостоящей технологии спекания выход карбида кремния больше. Не так ли?

-- 29.03.2016, 14:06 --

Xugin в сообщении #1109875 писал(а):
welder в сообщении #1109823 писал(а):
осмотическое давление заставило проникнуть кремний всюду

Сомнительно что это осмос :-) , дрын превратился в активированный уголь, с большой поверхностью.

Тогда не знаю.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение29.03.2016, 11:21 


07/08/14
1658
welder в сообщении #1110108 писал(а):
upgrade в сообщении #1109877 писал(а):
Может не закупоривает из-за того, что объем карбида кремния меньше, чем сумма объемов кремния и углерода отдельно, из которого он состоит? То есть получается не кристалл, а губка?
$\text{Плотность г/см}^3$
кремния - $2,33$
графита - $2,25$
карбида кремния - $3,21$
Ну и еще наверное, ноу-хау какое используют кроме этого ;)

Вполне может быть, ведь реакция идет только на поверхности углеродного каркаса. А для того, что бы реакция произошла по всей поверхности не так уж и много кремния надо, остатки не прореагировавшего кремния скорее всего просто затвердевают в порах уже карбидокремниевой "губки" в чистом виде. Тогда, это не совсем полноценное изделие из карбида кремния, ведь при дорогостоящей технологии спекания выход карбида кремния больше. Не так ли?

Углеродный там не каркас, а рыхлая губка. Образовывающийся карбид кремния, как более твердое вещество, может деформировать уголь и так кремний прореагирует со всем углеродом. Ноу-хау скорее в подъеме кремния вверх (подозреваю, что если налить кремний сверху никуда он не прореагирует - будет лужица на губке и немного поверхностного карбида), то есть он должен быть именно внизу.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение29.03.2016, 13:24 


22/03/15
42
upgrade в сообщении #1110128 писал(а):
welder в сообщении #1110108 писал(а):
upgrade в сообщении #1109877 писал(а):
Может не закупоривает из-за того, что объем карбида кремния меньше, чем сумма объемов кремния и углерода отдельно, из которого он состоит? То есть получается не кристалл, а губка?
$\text{Плотность г/см}^3$
кремния - $2,33$
графита - $2,25$
карбида кремния - $3,21$
Ну и еще наверное, ноу-хау какое используют кроме этого ;)

Вполне может быть, ведь реакция идет только на поверхности углеродного каркаса. А для того, что бы реакция произошла по всей поверхности не так уж и много кремния надо, остатки не прореагировавшего кремния скорее всего просто затвердевают в порах уже карбидокремниевой "губки" в чистом виде. Тогда, это не совсем полноценное изделие из карбида кремния, ведь при дорогостоящей технологии спекания выход карбида кремния больше. Не так ли?

может деформировать уголь и так кремний прореагирует со всем углеродом.

Посмотреть бы анимацию этого процесса в микромасштабе. Мне сложно представить такую деформацию, ведь уголь хрупкий, если что-то его деформирует, он ведь рассыплется.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение29.03.2016, 15:23 


07/08/14
1658
У вас ссылка на ролик есть?

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение30.03.2016, 03:47 


22/03/15
42
upgrade в сообщении #1110181 писал(а):
У вас ссылка на ролик есть?

Нет. Случайно наткнулся на видео. Пытался повторить запрос, ничего похожего нет. Очень жаль.

-- 30.03.2016, 11:26 --

Нашел!!! http://www.youtube.com/watch?v=LUEPckJbSF0 22 минута видео.

-- 30.03.2016, 11:27 --

Наука 2.0 "Человеческий фактор: Керамическая броня из древесины".

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение30.03.2016, 08:25 


22/03/15
42
Xugin в сообщении #1109875 писал(а):
welder в сообщении #1109823 писал(а):
осмотическое давление заставило проникнуть кремний всюду

Сомнительно что это осмос :-) , дрын превратился в активированный уголь, с большой поверхностью.

Тогда абсорбция.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение30.03.2016, 09:11 


07/08/14
1658
Не удивительно, что ничего толком не показано. Серьезная технология похоже. Получить кило карбида бруском за полторы тысячи градусов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение09.08.2016, 13:07 


08/08/16
34
Да все просто. Кремний плавится при температуре 1410 градусов и впитывается под влиянием капиллярных сил - точно так же, как вода в туалетную бумагу. У угля размеры пор имеют величину от единиц нанометров, капиллярное давление огромное - сотни метров "кремневого" столба. Но вот как достигается стехиометрия - это для меня загадка. Плотность древесных углей обычно в районе 0,2 - 0,5 г/см куб., и кремний войдет в большом избытке против стехиометрии, а его нужно всего в два с хвостиком раза больше, чем угля. так что в конечном итоге это будет не карбид кремния, а смесь карбида и избытка кремния. И этот избыток почти невозможно удалить.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение11.08.2016, 19:09 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/02/09
1907
Минск, Беларусь
Избыток можно изначально не брать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение12.08.2016, 08:49 


08/08/16
34
Droog_Andrey в сообщении #1143397 писал(а):
Избыток можно изначально не брать
В этом случае получится неоднородное распределение кремния в заготовке из-за того, что заполняться расплавом будут в первую очередь поры малого радиуса

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение12.08.2016, 15:47 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13114
с Территории
Это как раз однородное (ну то есть как. конечно, далеко не на атомном уровне однородное, а так, худо-бедно.) Хуже было бы, если бы кремний наливался в это дерево буквально, как вода в сосуд: внизу избыток, вверху нету.

 Профиль  
                  
 
 Re: Новый способ получения карбида кремния.
Сообщение12.08.2016, 16:11 


08/08/16
34
ИСН в сообщении #1143653 писал(а):
Это как раз однородное (ну то есть как. конечно, далеко не на атомном уровне однородное, а так, худо-бедно.) Хуже было бы, если бы кремний наливался в это дерево буквально, как вода в сосуд: внизу избыток, вверху нету.
И, тем не менее, однородного распределения не будет. В древесном угле поры различаются по радиусам как минимум на семь порядков. А это приведет к градиенту концентрации кремния и по высоте, и локально. Скорее все же, там речь идет не о карбиде кремния, а о материале, содержащем карбид кремния. А если еще учесть высокую зольность древесного угля, то и вовсе - компот из всего на свете

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 16 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group