Методы синтеза высокодисперсных форм карбида кремния

Цель: разработка метода карботермического синтеза ультрадисперсного порошка β-SiC в автономной защитной атмосфере, позволяющего осуществлять рентабельный крупнотоннажный синтез наноразмерного карбида кремния высокой чистоты, исключающий использование дорогостоящих печей, работающих в защитной атмосфере. В основу работы положена идея о том, что в процессе карботермического синтеза карбида кремния образуется монооксид углерода, который способен предохранять образующийся карбид кремния от окисления при условии, если в рабочую камеру не поступает кислород воздуха. Для реализации этого метода разработана конструкция рабочей камеры, в которой графитовый тигель с реакционной смесью помещали в алундовый тигель. Пространство между графитовым тиглем и стенками алундового тигля засыпали порошком графита, который сверху перекрывали слоем тонкодисперсного маршалита, толщиной 20 мм. В качестве исходных компонентов для синтеза использованы кварцевый концентрат Кыштымского ГОКа и высокочистый графит Тайгинского карьера. Проведенные опыты показали, что кислород воздуха через маршалит не проходит, графит и графитовый тигель в течение опыта не выгорают. Предложенный метод защищен патентом на изобретение № 2537616. Получен наноразмерный волонистый карбид кремния с толщиной волокон около 200 нм и содержанием примесей не более 0,01%. Определено оптимальное соотношение SiO/С в шихте, позволяющее исключить процедуру удаления из продуктов синтеза избыточного диоксида кремния кипячением в HF. Установлены технологические параметры синтеза карбида кремния, позволяющие перейти от лабораторных испытаний к промышленному производству порошка карбида кремния в промышленных печах, работающих в атмосфере воздуха. Выполнены поисковые работы по синтезу пористой керамики на основе карбида кремния.