Новый способ получения карбида кремния.

[welder]

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.

[Xugin]

welder в сообщении #1109823 писал(а):

осмотическое давление заставило проникнуть кремний всюду

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

[upgrade]

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 ;)

[welder]

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.

[upgrade]

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.

[welder]

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.

[upgrade]

У вас ссылка на ролик есть?

[welder]

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".

[welder]

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.

[upgrade]

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

[astepanov]

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.

[Droog_Andrey]

Избыток можно изначально не брать.

[astepanov]

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

[ИСН]

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.

[astepanov]

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