UA65125A - A method for preparing the silicon hexaboride sib6 ceramics - Google Patents
A method for preparing the silicon hexaboride sib6 ceramics Download PDFInfo
- Publication number
- UA65125A UA65125A UA2003065191A UA2003065191A UA65125A UA 65125 A UA65125 A UA 65125A UA 2003065191 A UA2003065191 A UA 2003065191A UA 2003065191 A UA2003065191 A UA 2003065191A UA 65125 A UA65125 A UA 65125A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- silicon
- ceramics
- preparing
- mixture
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 12
- ZRBFEDMQRDRUDG-UHFFFAOYSA-N silicon hexaboride Chemical compound B12B3[Si]45B3B2B4B51 ZRBFEDMQRDRUDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Винахід відноситься до області керамічної технології та стосується отримання кераміки гексабориду кремнію 5ІВє, що може використовуватись як термостійкий та стійкий до термоударів матеріал.The invention relates to the field of ceramic technology and relates to the production of silicon hexaboride 5IVe ceramics, which can be used as a heat-resistant and thermal shock-resistant material.
Найбільш близький за технічною суттю до винаходу є спосіб отримання кераміки гексабориду кремнію 5іВве з використанням методики взаємодії у відкритій системі /Аппавз, В., Має С., апа Заіапоибаї, О.; 9. І евв-СоттопThe closest in technical essence to the invention is the method of obtaining ceramics of silicon hexaboride 5iVve using the method of interaction in an open system /Appavz, V., Maye S., apa Zaiapoibai, O.; 9. And evv-Sottop
МеїаІїв 1981, 82, 245/, який передбачає змішування порошків кремнію та бору в стехіометричній кількості, нагрівання до температури вище за температуру плавлення кремнію впродовж тривалого часу в атмосфері чистого аргону до утворення кераміки.Meiaiyiv 1981, 82, 245/, which involves mixing silicon and boron powders in a stoichiometric amount, heating to a temperature higher than the melting temperature of silicon for a long time in an atmosphere of pure argon to form ceramics.
Основними недоліками наведеного способу отримання кераміки гексабориду кремнію 5іВбв є високі температури синтезу (до 17467 С), забруднення зразків матеріалами контейнера, використання |інертної атмосфери, значний час взаємодії та неможливість отримати компактний керамічний матеріал. При використанні методики взаємодії, що наведена в прототипі, за рахунок використання високих температур має місце суттєва втрата кремнію за рахунок його випаровування, що не дозволяє чітко контролювати його кількість, також стають значними процеси дифузії матеріалів контейнера в керамічний матеріал.The main disadvantages of this method of obtaining silicon hexaboride 5iVbv ceramics are high synthesis temperatures (up to 17467 C), contamination of samples with container materials, use of an inert atmosphere, significant interaction time, and the impossibility of obtaining a compact ceramic material. When using the method of interaction given in the prototype, due to the use of high temperatures, there is a significant loss of silicon due to its evaporation, which does not allow to clearly control its amount, and the processes of diffusion of the container materials into the ceramic material also become significant.
В основу винаходу поставлено завдання такого удосконалення способу отримання кераміки 5іВеє, при якому за рахунок використання техніки високого тиску, що здатна створювати тиск більше 2 ГПа, досягається значне зниження часу взаємодії, а завдяки використанню одночасної дії високого тиску та температури достатньої для плавлення кремнію на стехіометричну суміш кремнію та бору, забезпечується можливість отримання якісної - більш компактної з меншою пористістю кераміки, при поліпшенні технологічності та підвищенні продуктивності процесу.The basis of the invention is the task of improving the method of obtaining 5iVee ceramics, in which due to the use of high-pressure technology capable of creating a pressure of more than 2 GPa, a significant reduction in the interaction time is achieved, and due to the use of the simultaneous action of high pressure and a temperature sufficient to melt silicon to stoichiometric a mixture of silicon and boron, it is possible to obtain high-quality - more compact ceramics with lower porosity, while improving manufacturability and increasing the productivity of the process.
Поставлене завдання вирішується тим, що у способі отримання кераміки гексабориду кремнію 5іВвє, який передбачає змішування порошків кремнію та бору у стехіометричній кількості і нагрівання, згідно винаходу нагрівання суміші компонентів здійснюють при температурі плавлення кремнію і одночасно діють високим тиском не менше 2 ГПа, суміш порошків кремнію та бору перед нагріванням під тиском, нагрівають до температур 950- 10002С у вакуумі 103 мм. рт. ст.The task is solved by the fact that in the method of obtaining silicon hexaboride ceramics 5iVye, which involves mixing silicon and boron powders in a stoichiometric amount and heating, according to the invention, the heating of the mixture of components is carried out at the melting temperature of silicon and at the same time they act at a high pressure of at least 2 GPa, a mixture of silicon powders and boron before heating under pressure, heated to temperatures of 950-10002С in a vacuum of 103 mm. mercury Art.
У запропонованому способі завдяки використанню техніки високого тиску та пропонованої температури вдається значно прискорити процесе взаємодії кремнію з бором, отримати компактний керамічний матеріал з низькою пористістю. Слід зазначити, що використання тиску менше 2,0 ГПа призводить до неприпустимого збільшення температури та часу спікання, а також до збільшення пористості та зменшення густини матеріалу.In the proposed method, thanks to the use of high pressure technology and the proposed temperature, it is possible to significantly accelerate the process of interaction between silicon and boron, to obtain a compact ceramic material with low porosity. It should be noted that the use of a pressure of less than 2.0 GPa leads to an unacceptable increase in temperature and sintering time, as well as to an increase in porosity and a decrease in the density of the material.
При використанні методики попереднього нагрівання суміші порошків у вакуумі до дії високого тиску, вдається звільнити поверхню, насамперед бору, від оксидної плівки та десорбувати надлишковий кисень та інші леткі небажані включення. Дана операція також призводить до покращення змочування бору розплавом кремнію та сприяє утворенню більш щільної кераміки.When using the technique of pre-heating a mixture of powders in a vacuum to the action of high pressure, it is possible to free the surface, primarily boron, from the oxide film and desorb excess oxygen and other volatile unwanted inclusions. This operation also leads to improved wetting of boron by molten silicon and contributes to the formation of denser ceramics.
Як відомо, кремнію притаманна аномальна залежність об'єму від температури, тому застосування високого тиску призводить до значного зниження температури плавлення кремнію, що дозволяє проводити процеси взаємодії при відносно низьких температурах та формувати практично безпористий керамічний матеріал.As is known, silicon is characterized by anomalous dependence of volume on temperature, therefore the application of high pressure leads to a significant decrease in the melting temperature of silicon, which allows interaction processes to be carried out at relatively low temperatures and the formation of practically non-porous ceramic material.
Приклад 1.Example 1.
Змішували при кімнатній температурі вихідні компоненти: кремній та бор в стехіометричній кількості, що відповідає утворенню гексабориду. Після чого суміш нагрівали до температур 975"С у вакуумі не менше 103 мм. рт. ст. В подальшому із суміші пресуванні компактні циліндри, розміщували в центральній частині комірки високого тиску, спікання проводили протягом 240 с при тиску 8 ГПа та температурі 14007С. Отримано зразки керамічного матеріалу на основі гексабориду кремнію діаметром 5,0 мм, висотою 4,0 мм з низькою пористістю та густиною близькою до теоретичної.The starting components were mixed at room temperature: silicon and boron in a stoichiometric amount corresponding to the formation of hexaboride. After that, the mixture was heated to a temperature of 975"C in a vacuum of at least 103 mmHg. In the subsequent pressing of the mixture, compact cylinders were placed in the central part of the high-pressure cell, and sintering was carried out for 240 seconds at a pressure of 8 GPa and a temperature of 14007C. Obtained samples of ceramic material based on silicon hexaboride with a diameter of 5.0 mm, height of 4.0 mm with low porosity and density close to theoretical.
Експериментальним шляхом було також виявлено оптимальні режими попереднього нагрівання у вакуумі.Optimum modes of preheating in a vacuum were also found experimentally.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003065191A UA65125A (en) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | A method for preparing the silicon hexaboride sib6 ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2003065191A UA65125A (en) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | A method for preparing the silicon hexaboride sib6 ceramics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA65125A true UA65125A (en) | 2004-03-15 |
Family
ID=34516652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2003065191A UA65125A (en) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | A method for preparing the silicon hexaboride sib6 ceramics |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA65125A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112125315A (en) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 辽宁中色新材科技有限公司 | Low-cost high-purity silicon hexaboride production process |
| CN116924811A (en) * | 2023-07-10 | 2023-10-24 | 辽宁中色新材科技有限公司 | Process for producing high-purity silicon hexaboride by one-step method |
-
2003
- 2003-06-05 UA UA2003065191A patent/UA65125A/en unknown
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112125315A (en) * | 2020-09-25 | 2020-12-25 | 辽宁中色新材科技有限公司 | Low-cost high-purity silicon hexaboride production process |
| CN112125315B (en) * | 2020-09-25 | 2022-08-05 | 辽宁中色新材科技有限公司 | Low-cost high-purity silicon hexaboride production process |
| CN116924811A (en) * | 2023-07-10 | 2023-10-24 | 辽宁中色新材科技有限公司 | Process for producing high-purity silicon hexaboride by one-step method |
| CN116924811B (en) * | 2023-07-10 | 2024-02-06 | 辽宁中色新材科技有限公司 | Process for producing high-purity silicon hexaboride by one-step method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI85848B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN SJAELVBAERANDE SAMMANSATT KERAMISK STRUKTUR SAMT SJAELVBAERANDE KERAMISK SAMMANSATT STRUKTUR. | |
| CN107188567B (en) | Preparation method of aluminum nitride ceramic with high thermal conductivity | |
| CN102180674B (en) | Preparation method of reaction-sintered SiC ceramic | |
| Uematsu et al. | Transparent hydroxyapatite prepared by hot isostatic pressing of filter cake | |
| US5925405A (en) | Method of manufacturing ceramic, metallic or ceramo-metallic, shaped bodies and layers | |
| UA65125A (en) | A method for preparing the silicon hexaboride sib6 ceramics | |
| CN111662085B (en) | Preparation method of tungsten carbide ceramic containing diamond based on non-contact flash firing technology | |
| Salamon et al. | Pressure-less spark plasma sintering of alumina | |
| JPS5983978A (en) | Novel material comprising silicon and manufacture | |
| RU2733524C1 (en) | Method of producing ceramic-metal composite materials | |
| CN108892528A (en) | A kind of porous silicon-nitride ceramic material and preparation method thereof | |
| Park et al. | Microstructure of reaction-bonded silicon nitride fabricated under static nitrogen pressure | |
| JP2006294964A (en) | Boron diffusing material and its manufacturing method | |
| JPH061699A (en) | Device for producing silicon carbide single crystal | |
| CN106369993A (en) | Intermediate-frequency two-way vibration atmosphere sintering furnace | |
| JPH0841563A (en) | Production of metal-ceramic composite material | |
| CN110526713A (en) | A kind of porous silicon carbide ceramic and its preparation method and application | |
| JP2593108B2 (en) | Carbon jig for glass molding | |
| JPH08175871A (en) | Silicon carbide-based sintered body and its production | |
| JP3052158B2 (en) | Method of forming polycrystalline silicon sheet by cast ribbon method | |
| JP4118192B2 (en) | Boron diffusion source for semiconductor manufacturing and manufacturing method thereof | |
| JPH0227304B2 (en) | ||
| JP2001123236A (en) | Manufacturing method of metal-ceramic composite material | |
| JPS5939769A (en) | Method of sintering silicon nitride | |
| RU1834907C (en) | Process for production of porous permeable metal ceramics material |