Кремний окисление

Основные механические свойства исходного металла отличаются от свойств нанесенного покрытия. Это зависит в значительной степени от того, что процессы плавления металла, перенос его> частиц сжатым воздухом, образование слоя покрытия.сопровождаются рядом сложных химических и физических процессов, в частности происходит выгорание углерода, марганца, кремния, окисление и насыщение металла азотом. [c.233]

На рис. 2 представлены данные о скоростях взаимодействия фтора с образцами кремния, окисленными с использованием различных методов. Во всех случаях реакция проводилась при комнатной температуре и давлении фтора 100 мм рт. ст. Ход реакции представлен в виде зависимости массы прореагировавшего кремния от времени контакта образца с фтором. Для сравнения приведены данные для образца, окисная пленка с которого удалена фтористым водородом (кривая 1), и для образца с пленкой окисла, самопроизвольно возникающего на поверхности кремния после кислотного [c.154]

Окисление кремния Окисление железа [c.73]

Прямая FeO характеризует окислительный потенциал этого окисла. По расположению кривых упругостей диссоциации продуктов окисления последовательность окисления примесей должна быть следующей в первую очередь окисляется кремний окисление марганца, если его содержание в чугуне 1,5%, должно начаться, когда концентрация кремния в металле понизится до 0,1—0,2% (линия ЛЛ) фосфор будет окисляться интенсивно (до сотых долей) после понижения концентрации кремния до сотых долей, мар-танца до 0,1—0,2%, а углерода примерно до 2,0% (линия ВВ). Приближенные расчеты совпадают с действительным порядком окисления примесей расплава металла в мартеновской печи. [c.226]

На основании данных табл. 9 можно сделать следующие заключения 1) наибольшее количество тепла и наиболее высокий (а следовательно и быстрый) подъем темп-ры дает окисление кремния 2) по сравнению с кремнием окисление марганца дает почти в четыре раза меньше тепла и соответственно в четыре раза более низкий подъем температуры 3) химическую энергию примесей (81 и Мп) бессемеровских чугунов различного состава приближенно можно сравнивать между собой по величине суммы (81% + Мп%) 4) окисление углерода в углекислоту (реакция IV) дает большое количество тепла и вызывает значительный подъем темп-ры в условиях большого Б. (см. выше) эта реакция имеет к сожалению довольно ограниченное развитие, т. к. при высоких темп-рах углекислота легко восстанавливается не только углеродом, но и металлич. железом 5) реакция IV или вернее реакция X в дополнение к реакции V используется полностью при ве- [c.306]

При сварке кроме железа окисляются и другие элементы, находящиеся в стали — углерод, марганец, кремний. Окисление происходит за счет атомарного кислорода и при взаимодействии с оксидом железа. Окисление этих элементов уменьшает их содержание в металле шва. Образующиеся оксиды остаются в шве в виде различных включений, снижающих механические свойства сварных соединений. [c.20]

Скорость окисления примесей зависит не только от их концентрации, но и от температуры металла и подчиняется принципу Ле Шателье, в соответствии с которым химические реакции, выделяющие теплоту, протекают интенсивнее при более низких температурах или при некотором понижении температуры, а реакции, поглощающие теплоту, протекают активнее при высоких температурах или при некотором повышении температуры. Поэтому в начале плавки, когда температура металла невысока, интенсивнее идут процессы окисления кремния, фосфора, марганца, протекающие с выделением теплоты, а углерод интенсивно окисляется только при высокой температуре металла (в середине и конце плавки). [c.29]

В зоне контакта кислородной струи с чугуном в первую очередь окисляется железо, так как его концентрация во много раз выше, чем примесей. Образующийся оксид железа растворяется в шлаке и металле, обогащая металл кислородом. Кислород, растворенный в металле, окисляет кремний, марганец, углерод в металле, и содержание их понижается. При этом происходит разогрев ванны металла теплотой, выделяющейся при окислении примесей, поддержание его в жидком состоянии. [c.36]

Плавку на шихте из легированных отходов ведут без окисления примесей. Шихта для такой плавки должна иметь меньше, чем в выплавляемой стали, марганца и кремния и низкое содержание фосфора По сути это переплав Однако в процессе плавки примеси (алюминий, титан, кремний, марганец, хром) окисляются. Кроме этого, шихта может содержать оксиды После расплавления шихты из металла удаляют серу, наводя основной шлак, при необходимости науглероживают и доводят металл до заданного химического состава. Затем проводят диффузионное раскисление, подавая на шлак мелкораздробленный ферросилиций, алюминий, молотый кокс. Так выплавляют легированные стали из отходов машиностроительных заводов, [c.38]

Соответствие между результатами опытов и расчетными значениями приемлемо (табл. 12). На рис. 71 приведена зависимость относительных скоростей внешнего ke и внутреннего ki окисления от концентрации кремния в сплавах Си + Si. [c.107]

Рис. 75. Зависимость удельного увеличения массы низкоуглеродистой стали после 1-4 окисления в воздухе от содержания хрома, алюминия и кремния при разных температурах, С

Нитриды неметаллов — бора и кремния — отличаются исключительно высокой коррозионной стойкостью. На карбид бора не действуют при температуре кипения разбавленные и концентрированные минеральные кислоты, растворы окислителей, щелочей и др. (табл. 32). На нитрид кремния не действует серная, соляная, азотная и фосфорная кислоты, не действуют хлор и сероводород при 1000° С. Изделия из нитрида бора стойки против окисления Fia воздухе при 700° С до 60 ч, при 1000° С до 10 ч, в хлоре при 700°С до 40 ч. Концентрированная серная кислота при комнатной температуре не действует на изделия из нитрида бора в продолжение семи суток концентрированные фосфорная, плавиковая и азотная кислоты действуют очень слабо. [c.297]

Наиболее эффективными легирующими компонентами, повышающими устойчивость железа к окислению на воздухе, являются алюминий и хром, особенно если использовать их с добавками никеля и кремния. Отмечено, что сплав 8 % А1—Fe обладает такой же устойчивостью к окислению, как и сплавы 20 % Сг— 80 % Ni [55]. К сожалению, применение стойких к окислению А1—Fe-сплавов ограничено их низкими механическими свойствами, малой прочностью защитных оксидных пленок и способностью алюминия образовывать нитриды, вызывающие охрупчивание. Некоторые из этих недостатков А1—Fe-сплавов преодолеваются посредством легирования хромом. [c.204]

При получении покрытия из расплава в ванну с расплавленным алюминием обычно добавляют кремний, чтобы затруднить образование слоя хрупкого сплава. Полученные из расплава покрытия используют для повышения устойчивости к окислению при умеренных температурах таких изделий, как отопительные устройства и выхлопные трубы автомобилей. Они стойки к действию температуры до 480 °С. При еще более высоких температурах покрытия становятся огнеупорными, но сохраняют защитные свойства вплоть до 680 °С [21]. Использование алюминиевых покрытий для защиты от атмосферной коррозии ограничено вследствие более высокой стоимости по сравнению с цинковыми, а также из-за непостоянства эксплуатационных характеристик. В мягкой воде потенциал алюминия положителен по отношению к стали, поэтому покрытие является коррозионностойким, В морской и некоторых видах пресной воды, особенно содержащих С1" и SO4", потенциал алюминия становится более отрицательным и может произойти перемена полярности пары алюминий—железо. В этих условиях алюминиевое покрытие является протекторным и катодно защищает сталь. Показано, что покрытие из сплава А1—Zn, состоящего из 44 % Zn, 1,5 % Si, остальное — А1, имеет очень высокую стойкость в морской и промышленной атмосферах. Оно защищает также от окисления при повышенных температурах. [c.242]

В обычной атмосфере титан стоек по отношению к окислению до 400 - 500°С при более высоких температурах он проявляет большую реакционную способность к взаимодействию с кислородом, азотом и водородом. Можно значительно увеличить жаростойкость титана путем его легирования хромом и особенно алюминием и кремнием. [c.78]

Прежде всего остановимся на получении оксида кремния непосредственным термическим окислением поверхности кристаллического кремния. Этот процесс применяют в ходе всего технологического цикла изготовления современных интегральных схем. Термическое окисление является сложным физико-химическим процессом и состоит из диффузии окислителя из газовой фазы к поверхности кремния, химической реакции окисления кремния с образованием пленки оксида, диффузии окислителя через образовавшийся слой оксида и химической реакции на границе раздела ЗЮз — 31. [c.40]

Окисление обычно проводят в обезвоженном (сухом) кислороде или в парах воды. При этом пластины кремния помещают в проходящую через печь открытую кварцевую трубу, через которую пропускают поток окислителя. Температуру процесса поддерживают в интервале 1 000—1 250 С. При окислении кремния в сухом кислороде и в парах воды происходят следующие реакции [c.40]

Скорость роста пленки ЗЮз в парах воды существенно больше, чем в чисто.м кислороде. Это объясняется большей предельной концентрацией паров воды (3 10 см ) в ЗЮз, чем кислорода (5 10 см ). В процессе окисления граница раздела ЗЮз—51 сдвигается вглубь кремниевой подложки, однако происходящее при этом расширение объема образовавшейся пленки ЗЮз приводит к тому, что ее внешняя поверхность не совпадает с первоначальной поверхностью кремния. При сравнении плотностей кремния и оксида кремния оказывается, что рост оксидной пленки толщиной t происходит за счет слоя кремния толщиной 0,44 /. При выращивании пленок [c.40]

Пленки нитрида кремния широко используются для защиты поверхностей микросхем ввиду своей прочности, влаго-непроницаемости и устойчивости к действию окислителей. Это определяет их применение также в качестве масок при термическом локальном окислении кремния. Как уже отмечалось, нитрид кремния получают термическим осаждением из парогазовых смесей при пониженных давлениях и плазмохимическим осаждением. В первом случае температура процесса порядка 700—900 °С, во втором 250— 350 °С. [c.45]

Исходным материалом для покрытия служил порошкообразный кремний, окисленный с поверхности до кремнезема в процессе формирования и испытания покрытия в воздушной среде при высоких температурах. Для получения пористого покрытия к порошку кремния добавлялся порошкообра,зный графит. [c.57]

Окисление и восстановление кремния. Окисление кремния во время расплавления происходит за счёт кислорода атмосферы печи Si-i-02 = Si02 + 207 850 кал, а после расплавления — за счёт кислорода закиси железа 2FeO - - Si = Si02 -f 2Fe + +78 990 кал. Эта реакция обратима. Она идёт слева направо при низких температурах, и создаются условия для её обратного течения— при высоких температурах. Окисление кремния закисью железа в кислой печи происходит менее энергично, чем при основном процессе. При кислом процессе в конце плавки, когда температура металла наибольшая, кремний может восстанавливаться следующим образом [c.185]

S -1 NS OH/HjOj/HjO Удаление частиц неорганических загрязнений Травление кремния, окисление Повторное осаждение ионов металлов (напр. А]3+, Ре +, Zn +), поверхностная шероховатость [c.66]

Резюмируя сказанное относительно химической активности ТЮ2, как компонента-окислителя, следует констатировать, что присутствие его в составе флюса может способствовать протеканию в сварочной ванне на межфазной границе с металлом процессов восстановления титана из Т10з кремнием окисления легирующих элементов (углерода, кремния, марганца, хрома и др.) кислородом, образующимся при частичной диссоциации Т102 образования остаточного количества кислорода в наплавленном металле. [c.210]

Из низкокремнистых безмарганцевых флюсов наиболее широко применяют для наплавки флюс АН-20. Он обеспечивает высокую стабильность дуги, малую склонность к порам, хорошее формирование валиков. Его недостаток — относительно низкая температура плавления и малая вязкость, что затрудняет наплавку тел вращения малого диаметра, а также сравнительно высокая активность кремнезема, что приводит в ряде случаев к нежелательному обогащению металла кремнием, окислению легирующих элементов и ухудшению отделимости шлаковой корки. Шлаковая корка удовлетворительно отделяется при нагреве детали до температуры не свыше 450° С. [c.712]

К недостаткам ее можно отнести лишь увеличение продолжительности периода плавления вследствие медленного растворения ферровольфрама и ферромолибдена в расплаве, а также возможность потерь вольфрама и молибдена в виде ошлаковавшихся и нерастворившихся в металле в течение всей плавки кусков ферровольфрама и ферромолибдена. В связи с этим иногда применяют вариант переплава легированных отходов в час-тичньш окислением — продувкой ванны газообразньшс кислородом. При этом в шихту часто добавляют для снижения расхода феррованадия ванадиевый шлак в смеси с известью. Обязательным условием является введение в состав шихты кремния до 0,5 %, чтобы уменьшить потери ценных легирующих элементов в процессе продувки. Кремний вводят с отходами кремнистых сталей, с ферросилицием или другими сплавами кремния. Окисление кремния кислородом способствует быстрому повышению температуры металла, ускоряет плавление шихты и растворение ферровольфрама и ферромолибдена. Быстро образующийся во время продувки шлак предохраняет металл от воздействия дуг и снижает угар и испарение легирующих. Кроме того, перемешивание ванны при продувке также ускоряет плавление и вследствие увеличения поверхности контакта углеродистого металла и Шлака приводит к восстановлению части образовавшихся оксидов легирующих углеродом металла. В результате на плавках с Продувкой ванны кислородом общие потери вольфрама могут бьггь снижены на 4-5 % по сравнению с плавками без окисления примесей, несмотря на окисление части легирующих в результате продувки. Восстановительный период плавок быстрорежущей стали с продувкой расплава кислородом проводится так же, как на плавках без окисления, [c.157]

Исходя из последнего, для вентилей тина ВКЧ применяют диффузию галлия. Диффузия галлия также имеет то преимущество, что равномерность проникновения диффузанта меньше зависит от состояния поверхности кремния (окисление), так как галлий легко проникает через окисленную поверхность, в этом случае фронт диффузии получается более равномерным. При температуре 14(5 [c.146]

Для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации металла шва в сварочной ванне должно содержаться достаточное количество раскислителей, например кремния или марганца. Наряду с этим устранение пор при отсутствии раскислителей при сварке с защитой аргоном может быть достигнуто некоторым повышением степени окисленностп вапны за счет добавки к аргону кислорода (до 5%) или углекислого газа (до 25%) в смеси с кислородом (до 5%). При этом интенсифицируется окисление углерода в зоне высоких температур (в головной части сварочной ванны), усиливается его выгорание, вследствие чего концентрация углерода и содержание кислорода в сварочной ванне к моменту начала кристаллизации уменьшаются и тем самым прекращается образование СО. [c.255]

Сильхромы — это стали, применяемые для клапанов выпуска тракторных, мотоциклетных и автомобильных двигателей. Сопротивление окислению у сильхромов обеспечено высоким содержанием хрома и кремния. Температура начала интенсивного окисления у сталей различна [c.469]

После нагрева металла и шлака до температуры 1500—1540 С в печь загружают руду и известь и проводят период кипения металла происходит дальнейшее окисление углерода. Когда содержание углерода будет меньше заданного на 0,1 %, кипение прекращают и удаляют из печи шлак. Затем приступают к удалению серы и раскислению металла, доведению химического состава до заданного. Раскисление производят осаждением и диффузионным методом. После удаления железистого шлака в печь подают снлико-марганец и силикокальций — раскислители для осаждающего раскисления. Затем в печь загружают известь, плавиковый шпат и шамотный бой. После расплавления флюсов и образования высокоосновного шлака на его поверхность вводят раскислительную смесь для диффузионного раскисления (известь, плавиковый шпат, молотый кокс и ферросилиций), углерод кокса и кремний ферросилиция восстанавливают оксид железа в шлаке, содержание его в шлаке снижается, и кислород из металла по закону распределения переходит в шлак. По мере раскисления и понижения содержания FeO шлак становится почти белым. Раскисление под белым шлаком длится 30—60 мин. [c.39]

В перегреной сварочной ванне протекает ряд металлургических процессов испарение или окисление (выгорание) некоторых легирующих элементов, например углерода, марганца, кремния, хрома и др., и насыщение расплавленного металла кислородом, азотом и водородом из окружающего воздуха. В результате возможно изменение состава сварного шва по сравнению с электродным и основным металлом, а также понижение его механических свойств, особенно вследствие насыщения шва кислородом. Для обеспечения заданных состава и свойств шва в покрытие вводят легирующие элементы и элемеиты-раскислители. [c.190]

Флюсы для сварки легированных и высоколегированных сталей должны обеспечивать минимальное окисление легирующих элементов в шве. Для этого приме няют плавленые и керамические пизкокремпистые, бескреинистые и фторидные флюсы. Их шлаки имеют высокое содержание СаО, СгР и А1,0ч. Плавленые флюсы изготовляют из плавикового шпата, алюмосиликатов, алюминатов, путем сплавления в электропечах. Их шлаки имеют основной характер. Керамические флюсы приготовляют из порошкообразных компонентов путем замеса их на жидком стекле, гранулирования и последующего прокаливания. Основу керамических флюсов составляет мрамор, плавиковый шпат и хлориды щелочноземельных металлов. В них также входят ферросплавы сильных раскислителей (кремния, титана, алюминия) и легирующих элементов и чистые металла. Шлаки керамических флюсов имеют основной или пассивный характер и обеспечивают получение в металле шва заданное содержание легирующих элементов. [c.194]

Хром, алюминий и кремний (см. рис. 98) сильно замедляют окисление железа из-за образования высокозащитных окисных пленок. Эти элементы широко применяют для легирования стали в целях повышения ее жаростойкости. Хром, введенный в сталь в количествах до 30%, значительно повышает жаростойкость, но высокохромистые стали являются ферритными и трудно поддаются термообработке в отличие от мартенситных и полуферритных низкохромистых сталей. Алюминий и кремний, которые вводят в сталь в количестве соот-0 и 5%, еще сильнее повышают ее жаростойкость. [c.137]

Цирконий при комнатной тем-не[)атуре является устойчивым метал.чом. При те.миературс порядка нескольких сот градусов он реагирует с О2, N2. СО , Н. и другими газами с образованием соответственно окислов, нитридов, карбидов, гидридов и т. д. Скорость окисления циркония может быть значительно снижена лепркякшием io кремнием. [c.144]

Защита металлов от газовой коррозии может быть достигнута различными способами защитные покрытия, уменьщение агрессивности газовой среды и др. Наиболее эффективным способом защиты от окисления при высоких температурах является жаростойкое легирование, т. е. введение в состав сплава компонентов, повыщающих его жаростойкость. Основными элементами, способствующими созданию защитного слоя на обычных железоуглеродистых, никелевых и других сплавах, являются хром, алюминий и кремний. Эти элементы окисляются при высоких температурах на воздухе легче, чем легируемый металл, и образуют хорошую защитную окалину. [c.146]

В олеуме при содержании свободного ЗОз выше 25% железоуглеродистые сплавы нс подвергаются коррозии однако примеиеипе чугуна для зтих условий нс рекомендуется, так как олеум может вызвать своеобразное разрушение чугуна вследствие окисления кремния и графита. [c.202]

Карбиды титана но подвержены коррозии в коицо11три[)оваи-пой соляной кислоте. Еще большей коррозионной стойкостью отличаются карбиды бора, кремния и др. Бориды тугоплавких металлов обладают высокой стойкостью против окисления при высоких температурах и во многих агрессивных средах при [c.295]

В основном все закономерности сохраняются, так как переход кремния в металл [%Si] увеличивается с ростом содержания Si02 в составе шлака (кислые шлаки), уменьшается при накоплении FeO в шлаке (шлак окисленный), а также увеличивается с повышением температуры, как и для марганца. [c.365]

При сварке легированных сталей необходимо использовать специальные сварочные проволоки, содержащие раскислители (марганец и кремний) — Св08ГС, Св08Г2С, СвО,7ГС, которые предохраняют от окисления легирующие добавки свариваемого металла (защитный газ СО2 — сильный окислитель). Подробно металлургические особенности процесса сварки в углекислом газе рассматриваются в работе [18]. [c.382]

В процессе плавления шихтовых материалов происходит окисление железа, кремния, марганца с образованием FeO, Si02 и МпО. Вредные примеси серы и фосфора полностью переходят в чугун. [c.258]

Повышение коррозионной стойкости железоуглеролистых сплавов при высоких концентрациях серной кислоты объясняется образованием на их поверхности защитного слоя, состоящего из растворимого в H1SO4 сульфата железа. В олеуме при содержании свободного SOi более 25% железо тлероди-стые сплавы не подвергаются коррозии, однако применение чугуна лля этих условий не рекомендуется, так как оле> м. может вызвать своеобразное разрушение чугуна вследствие окисления кремния и графита [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...