Звіт про науково-дослідну роботу: „Дослідження закономірностей структуроутворення матеріалів в системі Sі-С при високотемпературному ударному стисненні”

Abstract

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - установление закономерностей ударно-волнового (УВ) синтез карбида кремния из элементов, а также изучение структурного состояния остаточных фаз углерода и кремния. ОБъЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ - система Si-С при высоких давлениях и высоких температурах ударного сжатия. Для получения SiС использовали смеси порошков кремния и сажи с исходной плотностью (ρ0) от 0,7 до 1,6 г/см3 и содержанием кремния(mSiͦ) от 20 до 70 % (маcc). Ударное сжатие проводили в цилиндрических ампулах сохранения: с центральным стержнем и без него. Продукты ударного сжатия исследовали методом рентгеновской дифрактометрии и ПЭМ. Установлено, что в результате УВ синтеза образуется модификация β -SiС небольшой примесью политипа 6Н, причем синтез карбида происходит при темпера- турах, достаточных для плавления кремния. Выход SiС монотонно возрастает уменьшением ρ0 и достигает максимума (70 % масс.) при m~50 % (масс.). Снижение выхода SiС при mSi0›50 % (масс.) связано с коалесценцией капель расплавленого кремния, ограничивающей возможности протекания реакции взаимодействия. Показано, что сажа испытывает частичное упорядочение структуры, снижаю возможность ее превращения в алмаз при последующем высокотемпературном ударном сжатии, остаточный кремний растворяет до 0,05 % (ат.) С. Синтезированные порошки SiС после очистки от остаточных углерода кремния спекали в условиях статического сжатия (Р 7,7 ГПа, Т = 1600 – 2000). Твердость полученных поликристаллов при нагрузке 2Н составила 25 ± 5 ГПа. КЛЮЧОВІ СЛОВА: КРЕМНИЙ, САЖА, УДАРНОЕ СЖАТИЕ, ПЛАВЛЕНИЕ КРЕМНИЯ, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Si-C, β -SiС, СПЕКАНИЕ.