Бескислородная керамика

Cтраница 1

Бескислородная керамика, К тугоплавким бескислородным соединениям относятся соединения элементов с углеродом ( МеС) - карбиды, с бором ( МеВ) - бориды, с азотом ( MeN) - нитриды, с кремнием ( MeSi) - силициды и с серой ( MeS) - сульфиды. Эти соединения отличаются высокими огнеупорностью ( 2500 - 3500 С), твердостью иногда как у алмаза) и износостойкостью по отношению к агрессивным средам. Материалы обладают высокой хрупкостью. Сопротивление окислению при высоких температурах ( окалиностойкость) карбидов и боридов составляет 900 - 1000 С, несколько ниже оно у нитридов. [1]

К тугоплавким бескислородным керамикам относятся карбиды, бориды, нитриды, солициды, сульфиды. [2]

Может найти применение как бескислородная керамика для изготовления тиглей для плавки металлов в прецизионной металлургии, а также как конструкционный материал для работы в высоком вакууме или инертной атмосфере при температурах 1800 - 2200 С. [3]

Эти принципы, модифицированные применительно к процессам синтеза бескислородной керамики в металлодиэлектрическом реакторе, прозрачном для частотного электромагнитного поля, были изложены в настоящей книге ( см. гл. Принципы работы холодного тигля применительно к металлургическим приложениям приведены ниже. [4]

Важным достоинством керамики является доступность сырья, в том числе для получения бескислородной керамики типа карбидов и нитридов кремния, циркония и алюминия, заменяющих дефицитные металлы. [5]

Следует отметить, что в последние десятилетия резко увеличилось число работ по получению дисперсных материалов на основе бескислородной керамики ( карбиды, нитриды) с использованием в качестве сырья летучих соединений ( хлориды, фториды, гидриды) и плазменной техники. Основное направление подобных работ - получение тонкодисперсных ( микронных и субмикронных) порошков, частицы которых имеют определенную морфологию. Стоимость таких дисперсных материалов резко возрастает с уменьшением размера частиц. Эти аспекты развития технологии получения бескислородной керамики также рассмотрены ниже. [6]

Глубина проникания высокочастотного электромагнитного поля в шихту ( -. верхний и нижний пределы частоты, требуемой для прямого индукционного нагрева. [7]

Принципиальная схема высокочастотного процесса, основанного на прямом индукционном нагреве сырья, такая же, как и при получении бескислородной керамики ( см. рисунки 7.6 - 7.7), с той лишь разницей, что химически активная нагрузка в реакторе имеет другой химический состав. Удельное сопротивление CaF2 при обычных условиях составляет 5 - т - 500 Ом см, в зависимости от чистоты по примесям и плотности, однако в смеси с реагентами-диэлектриками удельное сопротивление шихты значительно больше. Поэтому для возбуждения прямого индукционного нагрева необходимо стимулировать проводимость шихты, вводя в зону индуктора графитовый или металлический стержень. После инициирования нагрева стержень убирают, температура в загрузке достигает 2000 - т - 2700 К, и процесс протекает в самоподдерживающемся режиме, как это было описано в гл. [8]

Глубина проникания высокочастотного электромагнитного поля в шихту ( -. верхний и нижний пределы частоты, требуемой для прямого индукционного нагрева. [9]

Принципиальная схема высокочастотного процесса, основанного на прямом индукционном нагреве сырья, такая же, как и при получении бескислородной керамики ( см. рисунки 7.6 - 7.7), с той лишь разницей, что химически активная нагрузка в реакторе имеет другой химический состав. При оценке параметров прямого индукционного нагрева систем, описываемых уравнениями (8.3) - (8.5), следует исходить из того, что СаО и SiCb - диэлектрики при обычных условиях и в начальный период высокочастотного индукционного нагрева проводимость шихты целиком зависит от проводимости CaF2 - Удельное сопротивление CaF2 при обычных условиях составляет 5 - т - 500 Ом см, в зависимости от чистоты по примесям и плотности, однако в смеси с реагентами-диэлектриками удельное сопротивление шихты значительно больше. Поэтому для возбуждения прямого индукционного нагрева необходимо стимулировать проводимость шихты, вводя в зону индуктора графитовый или металлический стержень. После инициирования нагрева стержень убирают, температура в загрузке достигает 2000 - т - 2700 К, и процесс протекает в самоподдерживающемся режиме, как это было описано в гл. [10]

Теперь целесообразно вернуться к анализу зависимостей на рис. 7.1, на котором показана связь между синтезом, структурой и свойствами керамики, чтобы сформулировать, какие возможности открывает высокочастотная технология синтеза бескислородной керамики для регулирования ее свойств. [11]

Для карботермического восстановления урана из оксидного сырья можно использовать технику и технологию холодного тигля, основанную на прямом частотном индукционном нагреве шихты UsOg хС, при котором используется ее собственная или индуцированная проводимость. Высокочастотная технология холодного тигля разработана в настоящее время применительно к синтезу бескислородной керамики ( карбиды, нитриды и различные керамические композиции; см. гл. В главах 7, 8 и 14 показаны схемы индукционных установок и металлургических печей для синтеза бескислородных керамических материалов, для плавки и рафинирования металлов в дискретном и непрерывно-последовательном режимах по технологии холодный тигель. Эта технология и разработанная техника могут быть, в принципе, использованы в крупномасштабной технологии карботермического восстановления урана из оксидного сырья, однако необходимо проведение НИОКР для решения технологических и аппаратурных проблем. В результате комплекса НИОКР, проведенных в 70 - 80 - х годах, в настоящее время арсенал плазменного и частотного оборудования стал значительно богаче. Так, в 80 - х годах появилось металлургическое оборудование типа холодный тигель, работающее на частоте несколько килогерц, применяемое для производства циркония, гафния, редких и редкоземельных металлов, включая скандий; появились металлодиэлектрические реакторы, прозрачные к электромагнитному излучению в области радиочастот, используемые для высокотемпературных синтезов бескислородной керамики, для плавления оксидной керамики и даже для остекловывания радиоактивных отходов. Кроме того, проведены НИОКР по созданию комбинированного плазменно-частотного оборудования для решения химико-технологических и металлургических проблем, для некоторых металлургических приложений оборудование мегаваттной мощности уже создано и нашло практическое применение. Результаты этих НИОКР будут изложены в последующих главах; очень вероятно, что такое оборудование будет использовано и для внедрения в промышленное производство технологии карботермического восстановления урана из оксидного сырья. [12]

Для карботермического восстановления урана из оксидного сырья можно использовать технику и технологию холодного тигля, основанную на прямом частотном индукционном нагреве шихты UsOg xCj при котором используется ее собственная или индуцированная проводимость. Высокочастотная технология холодного тигля разработана в настоящее время применительно к синтезу бескислородной керамики ( карбиды, нитриды и различные керамические композиции; см. гл. В главах 7, 8 и 14 показаны схемы индукционных установок и металлургических печей для синтеза бескислородных керамических материалов, для плавки и рафинирования металлов в дискретном и непрерывно-последовательном режимах по технологии холодный тигель. Эта технология и разработанная техника могут быть, в принципе, использованы в крупномасштабной технологии карботермического восстановления урана из оксидного сырья, однако необходимо проведение НИОКР для решения технологических и аппаратурных проблем. В результате комплекса НИОКР, проведенных в 70 - 80 - х годах, в настоящее время арсенал плазменного и частотного оборудования стал значительно богаче. Так, в 80 - х годах появилось металлургическое оборудование типа холодный тигель, работающее на частоте несколько килогерц, применяемое для производства циркония, гафния, редких и редкоземельных металлов, включая скандий; появились металлодиэлектрические реакторы, прозрачные к электромагнитному излучению в области радиочастот, используемые для высокотемпературных синтезов бескислородной керамики, для плавления оксидной керамики и даже для остекловывания радиоактивных отходов. Кроме того, проведены НИОКР по созданию комбинированного плазменно-частотного оборудования для решения химико-технологических и металлургических проблем, для некоторых металлургических приложений оборудование мегаваттной мощности уже создано и нашло практическое применение. Результаты этих НИОКР будут изложены в последующих главах; очень вероятно, что такое оборудование будет использовано и для внедрения в промышленное производство технологии карботермического восстановления урана из оксидного сырья. [13]

Аппаратурная схема получения гранулированного поликристаллического кремния. [14]

Для грануляции поликристаллического кремния используются высокочастотная техника и аппаратура, применяемые для синтеза тугоплавкой бескислородной керамики ( см. гл. Схема высокочастотного аппарата показана на рис. 8.31. Она включает в себя высокочастотный генератор с частотой в диапазоне 0 44 - - 5 25 МГц, металлодиэлектрический реактор, устройство для транспорта прутков поликристаллического кремния в зону прямого индукционного нагрева, устройство для дезинтегрирования струи расплава, приемное устройство для получения гранул кремния. [15]

Страницы: 1 2