Звіт про науково-дослідну роботу: „ Дослідження фазових перетворень a і b - Sі3N4 в кубічну модіфікацію та особливостей синтезу SіC з різніх прекурсорів в умовах ударного стиснення”

Abstract

ОБ'ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ – процеси утворення нових фаз, що протікають при ударному стисненні порошків нітриду кремнію, кремнію, графіту, алмазу. МЕТА РОБОТИ - встановлення закономірностей фазових перетворень α і  модифікацій Si3N4 в фазу високого тиску - кубічну модифікацію γ, а також вивчення процесів взаємодії кремнію з графітом і алмазом в умовах ударного стиснення. Для синтезу γ-Si3N4 використовували суміші порошків  або  модифікацій Si3N4 з добавкою KCl, яка необхідна для загартування утвореної γ-фази. Для синтезу SiC використовували суміші кремнію з графітом і алмазом, кількість кремнію в сумішах змінювали від 10 до 70 % (мас.). Ударне стиснення зразків проводили в циліндричних ампулах збереження. Використовували дві схеми навантаження: 1 − детонацією вибухової речовини, яка має контакт з ампулою і 2 − ударом циліндричного ударника, який розганявся вибу¬хом. Ступінь перетворення a i b Si3N4 при стисненні за першою схемою досягала 83 % (мас.), а за другою схемою – 38 % (мас.). У першому випадку тиск р = 33-35 ГПа, температура – Т ≈ 3500 К, а в другому випадку – р ≈ 23-25 ГПа і Т ≈ 3300 К. Ударне стиснення сумішей кремнію з вуглецем проводили за другою схемою навантаження при тиску 9-15 ГПа. Температура стиснення становила 900-1800 К, а реакції – 2000-3000 К. Максимальний ступінь реакції Si + C в сумішах з графітом досягнуто при вмісті кремнію 50 % (мас.), а в сумішах з алмазом при - 10 % (мас). Ці особливості визначалися пористістю вуглецевої складової сумішей, а також коалесценцією крапель рідкого кремнію. КЛЮЧОВІ СЛОВА: УДАРНЕ СТИСНЕННЯ, НІТРИД КРЕМНІЮ, ФАЗОВЕ ПЕРЕТВОРЕННЯ, ГРАФІТ, АЛМАЗ, КРЕМНІЙ, КАРБІД КРЕМНІЮ.