Preview

Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya

Расширенный поиск

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ БОРИДОВ КРЕМНИЯ ИЗ ИХ ГАЛОГЕНИДОВ

https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-1-58-63

Полный текст:

Аннотация

Представлены результаты прогнозного расчета необходимых термодинамических характеристик (энтальпии, энтропии, теплоемкости) силицидов бора для термодинамического анализа системы Si–B–Cl–H, проведенного с помощью программного комплекса TERRA. Рассмотрены варианты, при которых в реакционной смеси образуются конденсированные фазы SiB4 и SiB6. Для оценки параметров процесса (температуры, давления, соотношения исходных реагентов) химического осаждения из газовой фазы боридов кремния выполнены термодинамические расчеты системы Si–B–Cl–H, образованной посредством SiCl4, BCl3, H2, для диапазонов температур 1000–2200 K и давлений 0,00001–0,1 МПа. Показано, что термодинамическая стабильность в системе Si–B–Cl высших хлоридов с понижением давления падает, увеличивается доля низших, т.е. происходит деструкция исходных хлоридов кремния и бора, но при этом конденсированные фазы SiB4 и SiB6 не образуются, – их появлению способствует введение водорода. Определено, что, варьируя параметрами процесса химического осаждения из газовой фазы, можно получать как однофазные, так и многофазные покрытия. Полученные в данной работе результаты представляют научный и практический интерес для разработчиков различных технологических процессов (газофазных, жидкофазных и пр.) получения боридов кремния.

 

 

Об авторах

П. А. Тимофеев
Московский государственный технический университет (МГТУ) им. Н.Э. Баумана, г. Москва ОАО «Композит», г. Королев
Россия

аспирант кафедры «Ракетно-космические композитные материалы и конструкции» МГТУ им. Н.Э. Баумана (105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1), инженер-технолог ОАО «Композит» 



А. Н. Тимофеев
ОАО «Композит», г. Королев
Россия

докт. техн. наук, 1-й зам. ген. директора ОАО «Композит»



Список литературы

1. Dr. Vlado I. Matkovich. Boron and refractory borides. Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag, 1977.

2. Самсонов Г.В., Серебрякова Т.И., Неронов В.А. Бориды. М.: Атомиздат, 1975.

3. Косолапова Т.Я. Неметаллические тугоплавкие соединения. М.: Металлургия, 1985.

4. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений: Справ. изд. / Под ред. Т.Я. Косолаповой. М.: Металлургия, 1986.

5. Самсонов Г.В. Тугоплавкие соединения. М.: Металлургиздат, 1963.

6. Tanaka S., Fukushima N., Matsushita J., Akatsu T., Niihara K., Yasuda E. Mechanical properties of SiB6 addition of carbon sintered body // Proc. SPIE. 2001. Vol. 4234. P. 346—354.

7. Tremblay R., Angers R. Mechanical characterization of dense silicon tetraboride (SiB4) // Ceram. Int. 1992. Vol. 18. Iss. 2. P. 113—117.

8. Wu J.J., Ma W.H., Yang B., Liu D.C., Dai Y.N. Phase equilibria of boron in metallurgical grade silicon at 1300 °C // Mater. Sci. Forum. 2011. Vol. 675—677. P. 85—88.

9. Моисеев Г.К., Ивановский А.Л. Стандартные энтальпии образования родственных соединений в системах металл—бор // Изв. ЧНЦ УрО РАН. 2005. No. 3. С. 5—9.

10. Моисеев Г.К., Ильиных Н.Н., Куликова Т.В. Определение термодинамических свойств конденсированных фаз NiB, Ni2B, Ni3B, Ni4B расчетными методами // Металлы. 2005. No. 1. С. 28—33.

11. Чубинидзе Т.А., Оклей А.Л., Журули М.А. Об энергии взаимодействия в системе Si—B // Металлы. Изв. АН СССР. 1982. No. 3. С. 199—201.

12. Нечаев В.В., Елманов Г.Н. Термодинамические расчеты металлургических процессов: Учеб. пос. М.: МИФИ, 2001.

13. Цагарейшвили Д.Ш. Методы расчета термических и упругих свойств кристаллических неорганических веществ. Тбилиси: Мецниереба, 1977.

14. Верятин У.Д., Маширев В.П., Рябцев Н.Г. Термодинамические свойства неорганических веществ: Справочник / Под общ. ред. А.П. Зефирова. М.: Атомиздат, 1965.

15. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. М.: Химия, 1975.


Для цитирования:


Тимофеев П.А., Тимофеев А.Н. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ БОРИДОВ КРЕМНИЯ ИЗ ИХ ГАЛОГЕНИДОВ. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funktsionalʹnye pokrytiya. 2017;(1):58-63. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-1-58-63

For citation:


Timofeev P.A., Timofeev A.N. THERMODYNAMIC ASSESSMENT OF CAPABILITY FOR DEPOSITION OF SILICON BORIDES FROM THEIR HALOGENIDES. Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional’nye Pokrytiya (Universitiesʹ Proceedings. Powder Metallurgy аnd Functional Coatings). 2017;(1):58-63. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1997-308X-2017-1-58-63

Просмотров: 216


ISSN 1997-308X (Print)
ISSN 2412-8767 (Online)