2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, 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
59
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
2427
Нигредо
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
4231
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
59
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
4231
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
59
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
4231
У вас ссылка на ролик есть?

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


22/03/15
59
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
59
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
4231
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
2111
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
13440
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: YandexBot [bot]


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