Оптимизация плазмодинамического синтеза ультрадисперсного SiC

Введение 3
1 СТРОЕНИЕ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА 4
1.1 Строение и структура карбида кремния 4
1.2 Свойства карбида кремния 4
2 МЕТОДЫ СИНТЕЗА КАРБИДА КРЕМНИЯ 7
2.1 Метод Ачесона 7
2.2 Плазмохимический синтез 8
2.3 Золь-гель метод 9
2.4 Карботермическое восстановление карбида кремния 10
2.5 Результаты обзора литературы по способам синтеза SiC 11
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 12
3.1 Лабораторный стенд 12
3.2 Исследования структурно-фазового состава 14
3.2.1 Исследования влияния соотношения прекурсоров 14
3.2.2 Исследования влияния давления атмосферы камеры-реактора 16
3.3 Просвечивающая электронная микроскопия 18
Заключение 23
Приложение 1 24
Список использованной литературы 25

Весь текст будет доступен после покупки

С появлением микропроцессорной электронике возрос интерес к различным материалам, в том числе и к карбиду кремния SiC. Зарекомендовав себя как отличный полупроводниковый материал, карбид кремния применяется во многих отраслях производства электронных устройств. Но как оказалось, применять SiC можно не только в сфере производства электроники, но и во многих других областях. Все объясняется свойствами, которыми обладает этот материал: высокая тугоплавкость, химическая стойкость, а также высокая твердость позволяют применять карбид кремния в качестве абразивного материала; широкая запрещенная зона наряду с высокими рабочими температурами, дают карбиду кремния лидирующие позиции в электронике; карбидокремниевая керамика обладает замечательными тепловыми свойствами, что позволяет использовать SiC в производстве огнеупоров, тепловых двигателей и теплообменников. Наличие всех перечисленных характеристик дает большой толчок для развития способов его получения. В последнее время стимулируется развитие способов получения нанодисперсного карбида кремния. Связано это с тем, что в наноразмерном состоянии проявляются уникальные сочетания электрических, тепловых, механических и также многих других свойств, которые невозможно получить при крупнозернистом состоянии вещества [1]. На сегодняшний день существует множество способов получения нанопорошков, но они оказываются неэффективны в виду ряда факторов, среди которых дороговизна используемых прекурсоров, сильно загрязненный побочными фазами продукт, а также высокая энергозатратность производства.
В настоящей работе раскрыт один из способов получения наноразмерного карбида кремния – прямой динамический синтез в гиперскоростной струе кремний-углеродной плазмы. Такой способ осуществляется посредством коаксиального магнитоплазменного ускорителя (КМПУ) [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1 СТРОЕНИЕ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА
1.1 Строение и структура карбида кремния
Карбид кремния – соединение в системе Si-C, обладающее выраженным полиморфизмом. Основными политипами являются альфа-карбид кремния (?-SiC), имеющую гексагональную структуру (например, 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC), а также бета-карбид кремния (?-SiC или 3C-SiC), который, в свою очередь, обладает кубической структурой, схожей с алмазной [3].

Рис. 1.1 – Основные политипы карбида кремния: а) ?-SiC, б) ?-SiC.
Структурное различие между политипами отражается на электрофизических, химических и оптических свойствах. Кубический карбид кремния ?-SiC обладает большей стабильностью по сравнению с гексагональными политипами. На данный момент разработок в области получения и применения ?-SiC гораздо меньше в сравнении с гексагональным карбидом кремния.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Р.А. Андриевский, А.В. Рагуля. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 192 с.
2. Пат. 2431947 РФ. H05H 11/00, F41B 6/00. Коаксиальный ускоритель / Сивков А.А., Пак А.Я. Заявлено 30. 04. 2010; Опубл. 20. 10. 2011.
3. Беленков Е.А. Исследование формирования политипов алмаза и карбида кремния / Е.А. Беленков, Э.Н. Агалямова // Вестник Челябинского государственного университета. Физика. – 2009. – № 24. Вып. 5 (162). – С. 13 21.
4. Harris G.L. Properties of Silicon Carbide. – London: NSPEC, Institution of Electrical Engineers, 1995. – 282 p.
5. Gomes de Mesquita A. H. Refinement of the crystal structure of SiC type 6H // Acta Cryst. – 1967. – V. 23. – P. 610-617.
6. Goldberg Yu. Properties of Advanced Semiconductor Materials GaN, AlN, SiC, BN, SiC, SiGe / Yu. Goldberg, M.E. Levinshtein, S.L. Rumyantsev. – New York: John Wiley & Sons, 2001 – 216 p.
7. Kern E. Thermal properties of ?-Silicon Carbide from 20 to 2000 °C / E. Kern et al. // Mater. Res. Bull. – 1969. – V. 4. – P. 25-32.
8. Лебедев А. SiC-электроника. Прошлое, настоящее, будущее / А. Лебедев, С. Сбруев // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2006. – № 5. – С. 28-41.
9. Лучинин В. Отечественный полупроводниковый карбид кремния: шаг к паритету / В. Лучинин, Ю. Таиров. // Современная электроника. – 2009. – № 7. – С 12-15.
10. Андриевский Р.А. Наноразмерный карбид кремния: синтез, структура, свойства // Успехи химии. - 2009. – № 78 (9). – С. 889-900.
11. Acheson, G. (1893) U.S. Patent 492 767 «Production of artificial crystalline carbonaceous material».

Весь текст будет доступен после покупки