Способ получения изделий из нитрида кремния

ОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Ооюа Советских Социалистических РеспубликЗаявлено 17.Ч 11,1970 ( 1470280/23-26)Приоритет 28.ЧН.1969,37714/69, Англия Комитет по делам изобретений и открытий пои Совете Мииистров СССРУДК 661.55(088.8) Опубликовано 21.1 Ч.1972. Бюллетень14 Дата опубликования описания ЗОХ.1972 Авторыизобретения Иностранцы Роджер Фрэнк Кое и Роланд Джон ЛумбиЗаявитель Иностранная фирма Джозеф Лукас (Индастриз) ЛимитедСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯИзобретение относится к области получения изделий из нитрида кремния.Известен способ получения изделий из нитрида кремния путем горячего прессования нитрида кремния с добавкой, например, нитрида магния.Для повышения прочности изделий предлагается способ получения изделий из нитрида кремния путем горячего прессования нптрида кремния, смешанного с волокнами углерода, покрытыми связующим материалом, способствующим упрочнению связи между углеродом и нитридом кремния, но предотвращающим реакцию взаимодействия между углеродом и нитридом кремния.Связующий материал может состоять из одного или большего числа слоев, Волокна углерода используются для повышения средней прочности получаемого изделия из нитрида кремния. Однако если волокна не будут иметь покрытие, то они начнут реагировать с нитридом кремния с образованием карбида кремния. При этом толщина слоя карбида кремния не поддается контролю, и по этой причине оказывает вредное влияние на благоприятное действие волокон углерода, Предпочтительно волокна покрывать сначала карбидом кремния, а затем - нитрпдом кремния.Наличие карбида кремния предотвращаетреакцшо,взаимодействия между углеродом и5 нитридом кремния вследствие создания слояконтролируемой толщины (предпочтительнооколо 1 лк), а нитрид кремния образует требуемый материал для обеспечения связи между волокнами углерода и порошкообразным10 нптрпдом кремния.П р и м е р. Небольшие волокна углероданарезают из пучка волокон углерода, Затемволокна углерода помещают в тигель пз огнеупорного материала и нагревают в вакууме15 в обышой печи при температуре в диапазоне1100 в 14 С для очистки волокон,Далее изменяют атмосферу в печи, заменяявакуум смесью метилтрихлорсплана и водорода для отложения слоя карбида кремния на20 волокнах углерода, Температуру утанавливают на уровне 1450 С. Применяя указаннуюатмосферу, осуществляют отложение карбтда кремния со скоростью 0,5 лмlчас. Отлож- ние продолжают до тех пор, пока не бу,ет25 получен на волокне свободно лежащий с,ой,толщина которого находится в пределах С 1 -336854 Предмет изобретения Составитель Н. Семенова Техред Л, Евдонов Корректор Т, Гревцова Редактор Н. Корченко Заказ 1495/7 Изд.609 Тираж 448 Подписное Ц 1.1 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 2 мк, предпочтительно 1 лтк, Затем атмосферу заменяют смесью силана и аммиака в избыточном количестве водорода с целью отложения слоя нцтрцда кремния. Применяя такую атмосферу и поддерживая температуру печи на уровне 1000 С, производят отложение покрытия ццтрида кремния со скоростьюо100 А/лин. Процесс отложения, продолжают до тех пор, пока не будет создан слой цитрида кремния толщиной 1 лтк ца углеродных волокнах, покрытых карбидом кремния. Покрытые частички перемешивают с нитридом кремния в форме порошка и подвергают горячему прессованию для получения изделия цз нитрцда кремния; при этом средняя прочность изделия ца излом повышается, Полоса рассеивания величин прочности на излом значительно сужается в случае углеродных волокон, покрыты.; карбидом кремния и нитрпдом кремния.По одному варианту покрытие наносят на волокна, находящиеся в пучкекоторые лишь после этого нарезаются ца волокна. Такой прием является удовлетворительным, хотя концевые срезы волокон оказываются без покрытия. При другом варианте для покрытия волокон углерода применяют олин слой карбида кремния. После этого покрытыс волокна смешивают с порошкообразцым нитридом кремния и подвергают горячему прессованию для получения изделия цз цитрцда кремния. Среднее значение прочности на излом у такого изделия уменьшается по сравнению с изделием, углеродные волокна которого были покрыты двумя слоями цитрцда кремния и карбида кремния. Разброс зцачешш величин прочности на излом у ряда изделий, содержащих волокна, покрытые одним карбидом кремния, оказывается меньшим по сравнению с известными изделиями, не содержащими волокон углерода.Можно использовать другие огнеупорные 5 материалы, заменяющие карбид кремния, например карбид бора, нитрпд бора, диборид ццркония и диборид титана. Однако применение этих материалов зависит от температуры, при которой готовое изделие из нитрида крем нця будет находиться в эксплуатации, Такимобразом, для рабочих температур превышающих 100 С можно использовать лишь карбид кремния; при температурах до 1000 С - карбид бора, диборид циркония и диборид тита на; при температуре ниже 700 С - нитридбора. 1. Способ получения изделий из цитрида20 кремния путем горячего прессования нитридакремния, смешанного с добавкой, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности изделия, в качестве добавки используютуглеродные волокна, покрытые связующим25 материалом.2, Способ во п. 1, отличающийся тем, что вкачестве связующего материала используют,например, карбид кремния, карбид бора, нитрцд бора, диборид циркония, диборцд титана.30 3, Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что толщина слоя карбида кремния находитсяв пределах от 0,1 до 2 лк.4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем,что слой нитрида кремния имеет толщину до35 1 мк,5. Способ по пп. 1 и 2, отличающайся тем,что связующим материалом служит слой карбида кремния совместно со слоем нитридакремния.