Claims (39)
1. Способ получения композиционного материала, содержащего карбид кремния, заключающийся в том, что обеспечивают проницаемую массу, содержащую, по меньшей мере, один материал наполнителя и не более, чем примерно 10 мас.% углерода, облегчающего инфильтрацию, обеспечивают материал инфильтранта, содержащий кремний и, по меньшей мере, один металл или полуметалл, отличный от кремния, нагревают упомянутый материал инфильтранта до температуры, превышающей температуру ликвидуса упомянутого материала инфильтранта и не превышающей температуру примерно 1400°С, для образования расплавленного материала инфильтранта, вводят упомянутый расплавленный материал инфильтранта в контакт с упомянутой проницаемой массой, осуществляют инфильтрацию упомянутого расплавленного материала инфильтранта в упомянутую проницаемую массу и обеспечивают реакцию, по меньшей мере, части упомянутого кремния, по меньшей мере, с частью упомянутого углерода для образования композиционного материала, содержащего карбид кремния, упомянутый, по меньшей мере, один материал наполнителя и остаточный материал инфильтранта, содержащий кремний и, по меньшей мере, один металл или полуметалл, отличный от кремния, причем упомянутый остаточный материал инфильтранта имеет химический состав, который испытывает объемное изменение при затвердевании, не превышающее примерно +7 об.%.1. A method of obtaining a composite material containing silicon carbide, which consists in the fact that they provide a permeable mass containing at least one filler material and not more than about 10 wt.% Carbon, facilitating infiltration, provide an infiltrant material containing silicon and at least one metal or semimetal other than silicon heats said infiltrant material to a temperature higher than the liquidus temperature of said infiltrant material and does not exceed a temperature at Gradually 1400 ° C, to form a molten infiltrant material, said molten infiltrant material is brought into contact with said permeable mass, said molten infiltrant material is infiltrated into said permeable mass, and at least a portion of said silicon is reacted with at least part of said carbon to form a composite material containing silicon carbide, said at least one filler material and residual material in iltranta comprising silicon and at least one metal or semimetal other than silicon, said residual material infiltranta has a chemical composition that undergoes volumetric change upon solidification, not greater than about 7 vol.%.
2. Способ получения композиционного материала, содержащего карбид кремния, заключающийся в том, что обеспечивают проницаемую массу, содержащую, по меньшей мере, некоторое количество углерода, обеспечивают опирание, по меньшей мере, одной поверхности упомянутой проницаемой массы на материал подстилающего слоя, содержащий материал, который является, по существу, неинфильтруемым в рабочих условиях, обеспечивают материал инфильтранта, содержащий кремний, нагревают упомянутый материал инфильтранта до температуры, превышающей температуру ликвидуса упомянутого материала инфильтранта, для образования расплавленного материала инфильтранта, вводят упомянутый расплавленный материал инфильтранта в контакт с упомянутой проницаемой массой, осуществляют инфильтрацию упомянутого расплавленного материала инфильтранта в упомянутую проницаемую массу для образования композиционного материала, содержащего карбид кремния, и продолжают упомянутую инфильтрацию до тех пор, пока упомянутый расплавленный материал инфильтранта контактирует с упомянутым материалом подстилающего слоя, причем упомянутый материал подстилающего слоя препятствует инфильтрации в упомянутый материал подстилающего слоя, определяя таким образом степень упомянутой инфильтрации.2. A method of obtaining a composite material containing silicon carbide, which consists in providing a permeable mass containing at least some carbon, providing at least one surface of said permeable mass on a bedding material containing material, which is substantially non-infiltrable under operating conditions, provide an infiltrant material containing silicon, heat said infiltrant material to a temperature exceeding the temperature l In order to form a molten infiltrant material, the said molten infiltrant material is brought into contact with said permeable mass, said molten infiltrant material is infiltrated into said permeable mass to form a composite material containing silicon carbide, and said infiltration is continued until while said molten infiltrant material is in contact with said bedding material I, and the said material of the underlying layer prevents infiltration into the said material of the underlying layer, thereby determining the degree of said infiltration.
3. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутая проницаемая масса представляет собой брикет.3. The method according to claim 1 or 2, wherein said permeable mass is a briquette.
4. Способ по п.2, в котором упомянутая проницаемая масса содержит, по меньшей мере, один материал наполнителя.4. The method according to claim 2, in which said permeable mass contains at least one filler material.
5. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутый материал наполнителя представлен, по меньшей мере, в одной форме, выбранной из группы, состоящей из макрочастиц, волокон, пластинок, хлопьев и сетчатых структур.5. The method according to claim 1 or 2, in which the aforementioned filler material is presented in at least one form selected from the group consisting of particulates, fibers, plates, flakes and mesh structures.
6. Способ по п.1, в котором упомянутый материал наполнителя содержит тела, размер которых находится в диапазоне от субмикронного до составляющего несколько миллиметров.6. The method according to claim 1, wherein said filler material comprises bodies whose size is in the range from submicron to a few millimeters.
7. Способ по п.1 или 4, в котором используют упомянутый углерод в форме покрытия, по меньшей мере, на части упомянутого материала наполнителя.7. The method according to claim 1 or 4, wherein said carbon is used in the form of a coating on at least a portion of said filler material.
8. Способ по п.1, в котором образуют упомянутый углерод путем введения смолы на основе сахара в упомянутую проницаемую массу и термического разложения этой смолы в неокислительной атмосфере.8. The method according to claim 1, wherein said carbon is formed by introducing a sugar-based resin into said permeable mass and thermally decomposing the resin in a non-oxidizing atmosphere.
9. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутый материал инфильтранта содержит кремний и алюминий.9. The method according to claim 1 or 2, in which said infiltrant material contains silicon and aluminum.
10. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутый металл содержит, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из А1, Cu, Sn, Zn.10. The method according to claim 1 or 2, in which said metal contains at least one element selected from the group consisting of A1, Cu, Sn, Zn.
11. Способ по п.1, в котором дополнительно обеспечивают опирание, по меньшей мере, одной поверхности упомянутой проницаемой массы на материал подстилающего слоя, который является, по существу, неинфильтруемым в рабочих условиях, и продолжают упомянутую инфильтрацию упомянутого расплавленного материала инфильтранта в упомянутую проницаемую массу до тех пор, пока упомянутый расплавленный материал инфильтранта внутри упомянутой проницаемой массы контактирует с упомянутым материалом подстилающего слоя, причем упомянутый материал подстилающего слоя препятствует дальнейшей инфильтрации упомянутого инфильтранта в упомянутый материал подстилающего слоя, определяя таким образом степень упомянутой инфильтрации.11. The method according to claim 1, further comprising supporting at least one surface of said permeable mass on a bedding material that is substantially uninfiltrated under operating conditions, and continuing said infiltration of said molten infiltrant material into said permeable the mass until said molten material of the infiltrant inside said permeable mass is in contact with said material of the underlying layer, said material of the underlying the layer prevents further infiltration of said infiltrant into said underlying layer material, thereby determining the degree of said infiltration.
12. Способ по п.1, в котором упомянутый материал инфильтранта нагревают до температуры, по меньшей мере, примерно 800°С.12. The method according to claim 1, wherein said infiltrant material is heated to a temperature of at least about 800 ° C.
13. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутую инфильтрацию осуществляют в неокислительной окружающей среде.13. The method according to claim 1 or 2, in which said infiltration is carried out in a non-oxidizing environment.
14. Способ по п.1, в котором упомянутую инфильтрацию осуществляют в вакууме.14. The method according to claim 1, wherein said infiltration is carried out in vacuum.
15. Способ по п.1, в котором упомянутый остаточный материал инфильтранта испытывает объемное изменение при затвердевании, находящееся в диапазоне от примерно -2 до примерно +4%.15. The method according to claim 1, in which the said residual material of the infiltrant experiences a volumetric change during solidification, in the range from about -2 to about + 4%.
16. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутый материал инфильтранта содержит, по меньшей мере, примерно 10 об.% упомянутого кремния.16. The method according to claim 1 or 2, in which said infiltrant material contains at least about 10 vol.% Of said silicon.
17. Способ по п.1 или 4, в котором упомянутый, по меньшей мере, один материал наполнителя содержит вещество, выбранное из группы, состоящей из карбидов, боридов, нитридов и оксидов.17. The method according to claim 1 or 4, in which the said at least one filler material contains a substance selected from the group consisting of carbides, borides, nitrides and oxides.
18. Способ по п.1 или 4, в котором упомянутый, по меньшей мере, один материал наполнителя содержит карбид, выбранный из группы, состоящей из SiC, B4С, TiC и WC.18. The method according to claim 1 or 4, in which the said at least one filler material comprises a carbide selected from the group consisting of SiC, B 4 C, TiC and WC.
19. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутая проницаемая масса содержит не более, чем примерно 5 мас.% упомянутого углерода, облегчающего инфильтрацию.19. The method according to claim 1 or 2, in which said permeable mass contains not more than about 5 wt.% Of the aforementioned carbon, facilitating infiltration.
20. Способ по п.2, в котором упомянутый материал подстилающего слоя, по существу, не содержит взаимосвязанный углерод.20. The method according to claim 2, in which said material of the underlying layer essentially does not contain interconnected carbon.
21. Способ по п.2, в котором упомянутый материал подстилающего слоя, по существу, не содержит свободный углерод.21. The method according to claim 2, in which said material of the underlying layer essentially does not contain free carbon.
22. Способ по п.2, в котором упомянутую инфильтрацию осуществляют при температуре, находящейся в диапазоне от примерно 800°С до примерно 1800°С.22. The method according to claim 2, in which said infiltration is carried out at a temperature in the range from about 800 ° C to about 1800 ° C.
23. Способ по п.2, в котором упомянутый инфильтрант содержит от примерно 10 до 100 мас.% упомянутого кремния.23. The method according to claim 2, in which said infiltrant contains from about 10 to 100 wt.% Said silicon.
24. Способ по п.2 или 11, в котором упомянутый материал подстилающего слоя представляет собой рыхлую массу керамического вещества в виде макрочастиц.24. The method according to claim 2 or 11, in which the said material of the underlying layer is a loose mass of ceramic material in the form of particulates.
25. Способ по п.2 или 11, в котором упомянутый материал подстилающего слоя представляет собой SiC.25. The method according to claim 2 or 11, in which said material of the underlying layer is SiC.
26. Композиционный материал, содержащий матричную фазу, содержащую карбид кремния, по меньшей мере, 59 об.%, по меньшей мере, одного материала наполнителя, отличного от карбида кремния, и сплав, состоящий, по существу, из кремния и, по меньшей мере, одного иного элементарного компонента, выбранного из группы, состоящей из Al, Zn и Sn, причем каждый из упомянутого материала наполнителя и упомянутого сплава распределен по всей упомянутой матричной фазе.26. Composite material containing a matrix phase containing silicon carbide of at least 59 vol.%, At least one filler material other than silicon carbide, and an alloy consisting essentially of silicon and at least , one other elementary component selected from the group consisting of Al, Zn and Sn, wherein each of said filler material and said alloy is distributed throughout said matrix phase.
27. Композиционный материал, содержащий основную фазу, содержащую, по меньшей мере, некоторое количество карбида кремния во взаимосвязанной форме, остаточный материал инфильтранта, распределенный по всей упомянутой основной фазе, причем упомянутый остаточный материал инфильтранта содержит кремний и, по меньшей мере, один иной компонент, при этом упомянутый остаточный материал инфильтранта обладает свойством изменения размеров при затвердевании на величину, которая не превышает примерно +7 об.%, и по меньшей мере, 59 об.%, по меньшей мере, одного материала наполнителя распределены по всей упомянутой основной фазе, причем упомянутый материал наполнителя представлен, по меньшей мере, в одной форме, выбранной из группы, состоящей из частиц, пластинок, хлопьев и полых сфер.27. Composite material containing a main phase containing at least some amount of silicon carbide in an interconnected form, an infiltrant residual material distributed throughout said main phase, said infiltrant residual material containing silicon and at least one other component wherein said infiltrant residual material has the property of resizing upon solidification by an amount that does not exceed about +7 vol.%, and at least 59 vol.%, at least one th filler material dispersed throughout said main phase, wherein said filler material is represented by at least one form selected from the group consisting of particles, platelets, flakes and hollow spheres.
28. Композиционный материал по п.27, в котором упомянутый сплав подвержен объемному измерению размеров при затвердевании, находящемуся в диапазоне от примерно -1 до + 3%.28. The composite material according to item 27, in which said alloy is subject to volumetric dimensional measurement during solidification, in the range from about -1 to + 3%.
29. Композиционный материал по п.27, в котором упомянутый сплав содержит от примерно 40 до 60 мас.% упомянутого кремния.29. The composite material according to item 27, in which said alloy contains from about 40 to 60 wt.% The aforementioned silicon.
30. Композиционный материал по п.27, в котором упомянутый, по меньшей мере, один материал наполнителя представляет собой SiC.30. The composite material according to Claim 27, wherein said at least one filler material is SiC.
31. Композиционный материал по п.27, в котором упомянутый сплав содержит, по меньшей мере, 10 об.%, по меньшей мере, одного металла, выбранного из группы, состоящей из алюминия, цинка, олова и меди.31. The composite material according to item 27, in which said alloy contains at least 10 vol.%, At least one metal selected from the group consisting of aluminum, zinc, tin and copper.
32. Производственное изделие, выбранное из группы, состоящей из составной части устройства для манипуляций с полупроводниковыми пластинами, опорной стойки воздушного подшипника, подложки зеркала, ступени зеркала, держателя полупроводниковых пластин, портала станка, станины станка и подставки для дисплея с плоским экраном, содержащее композиционный материал, содержащий, по меньшей мере, один материал наполнителя, карбид кремния и остаточный компонент инфильтранта, распределенный по всему упомянутому карбиду кремния, причем упомянутый остаточный компонент инфильтранта содержит кремний и, по меньшей мере, 10 об.%, по меньшей мере, одного металла, выбранного из группы, состоящей из алюминия, цинка и меди.32. A manufacturing product selected from the group consisting of a component of a device for manipulating semiconductor wafers, an air bearing support strut, a mirror substrate, a mirror step, a semiconductor wafer holder, a machine portal, a machine bed and a flat screen display stand containing a composite a material containing at least one filler material, silicon carbide and a residual component of an infiltrant distributed throughout said silicon carbide, the stock component of the infiltrant contains silicon and at least 10 vol.%, at least one metal selected from the group consisting of aluminum, zinc and copper.
33. Изделие по п.32, в котором упомянутый, по меньшей мере, один материал наполнителя имеет морфологию, выбранную из группы, состоящей из макрочастиц, волокон, пластинок, хлопьев и сетчатых структур.33. The product according to p, in which the said at least one filler material has a morphology selected from the group consisting of particulates, fibers, plates, flakes and mesh structures.
34. Изделие по п.32, в котором упомянутый композиционный материал содержит от примерно 10 до 90 об.% упомянутого наполнителя.34. The product according to p, in which said composite material contains from about 10 to 90 vol.% The aforementioned filler.
35. Изделие по п.32, в котором упомянутый сплав характеризуется объемным изменением при затвердевании в диапазоне от примерно -5 до +7%.35. The product according to p, in which the said alloy is characterized by a volumetric change during solidification in the range from about -5 to + 7%.
36. Изделие по п.32, в котором упомянутый карбид кремния, по меньшей мере, частично взаимосвязан.36. The product according to p, in which said silicon carbide is at least partially interconnected.
37. Изделие по п.32, в котором упомянутый карбид кремния получен с помощью процесса реактивной инфильтрации.37. The product according to p, in which the aforementioned silicon carbide is obtained using a reactive infiltration process.
38. Изделие по п.32, в котором упомянутый остаточный компонент инфильтранта содержит, по меньшей мере, 40 мас.% упомянутого кремния.38. The product according to p, in which said residual component of the infiltrant contains at least 40 wt.% Said silicon.
39. Производственное изделие, выбранное из группы, состоящей из упаковочной тары для электронных приборов и подложки для электронных приборов, содержащее композиционный материал, содержащий матричную фазу, содержащую карбид кремния и сплав, распределенный по всему упомянутому карбиду кремния, причем упомянутый сплав содержит кремний и, по меньшей мере 10 об.%, по меньшей мере, одного металла, выбранного из группы, состоящей из алюминия, цинка и меди, и материал наполнителя, содержащий, по меньшей мере 59 об.%, по меньше мере одного материала наполнителя, распределенного по всей упомянутой матрице.39. A manufacturing product selected from the group consisting of a packaging container for electronic devices and a substrate for electronic devices, containing a composite material containing a matrix phase containing silicon carbide and an alloy distributed throughout said silicon carbide, said alloy containing silicon and, at least 10 vol.% of at least one metal selected from the group consisting of aluminum, zinc and copper, and a filler material containing at least 59 vol.%, at least one material an excipient distributed throughout said matrix.