Термодинамический анализ условий образования карбида кремния в сложных металлических расплавах
Аннотация
Системы вида Mе–Si–C, включающие металлический расплав, являются основой перспективной методики выращивания монокристаллов карбида кремния. Потребности развития такого рода технологий диктуют необходимость поиска составов металла с относительно низкими температурами плавления, которые при этом сохраняли бы способность растворять кремний и углерод в существенных количествах. Усложнение составов металлического расплава на основе элементов подгруппы железа позволяет достигать требуемого эффекта. Для поиска новых составов относительно легкоплавких металлических расплавов – катализаторов роста кристаллов карбида кремния – целесообразно использование проекций поверхностей ликвидуса систем Fе–(…)–Si–C.
Целью настоящей работы стало проведение термодинамического моделирования систем вида Fе–(…)–Si–C для определения возможностей понижения температуры металлического расплава, равновесного с карбидом кремния.
Для термодинамического моделирования использован блок Phase Diagram программного пакета FactSage (версия 6.4) производства Thermfact (Канада) и GTT Technologies (Германия).
В ходе настоящей работы рассчитаны координаты поверхностей ликвидуса для систем Fe–Ni–Si–C, Fe–Co–Si–C, Fe–Mn–Si–C и Fe–Ni–Co–Mn–Si–C.
Представленные в форме поверхностей ликвидуса фазовые диаграммы позволяют не только определить состав металла с минимальной температурой плавления, но и наглядно представить диапазоны концентраций и температур, для которых равновесным продуктом взаимодействия компонентов металла будет являться SiC. Это особенно полезно с точки зрения выбора режима процесса выращивания кристаллов карбида кремния.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Kawanishi, S. Equilibrium Phase Relationship between SiC and a Liquid Phase in the Fe–Si–C System at 1523–1723 K / S. Kawanishi, T. Yoshikawa, T. Tanaka // Materials Transactions. – 2009. – Vol. 50, no 4. – Р. 806–813. doi: 10.2320/matertrans.MRA2008404.
Yoshikawa, T. Fundamental study for solvent growth of silicon carbide utilizing Fe-Si melt / T. Yoshikawa, S. Kawanishi, T. Tanaka // Journal of Physics: Conference Series. 165 (2009) 012022. IP address: 5.79.141.174. doi: 10.1088/1742-6596/ 165/1/012022.
Трофимов, Е.А. Термодинамический анализ условий образования карбида кремния в металлическом расплаве системы Fe–Ni–Si–C / Е.А. Трофимов, С.В. Рябошук // Современные проблемы электрометаллургии стали: материалы XV Междунар. науч. конф. Ч. 1. – Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2013. – С. 42–43.
Olesinski, R.W. C–Si (Carbon–Silicon) / R.W. Olesinski, G.J. Abbaschian // Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, Ed. T.B. Massalski, ASM International, Materials Park, Ohio. – 1990. – Vol. 1. – Р. 882–883.
Scace, R.I. The Si–C and Ge–C phase diagrams / R.I. Scace, G.A. Slack // Silicon Carbide, High Temperature Semiconductor, Proceedings of the Conference, Boston, 1960. – Р. 24–28.
Ishida, K. Co–Si (Cobalt–Silicon) / K. Ishida, T. Nishizawa // Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, Ed. T.B. Massalski, ASM International, Materials Park, Ohio. – 1990. – Vol. 2. – Р. 1235–1239.
Application of MTDATA to the Modeling of Multicomponent Equilibria / R.H. Davies, A.T. Dinsdale, T.G. Chart et al. // Materials Chemistry at High Temperatures. Vol. 1. Characterization / Ed. by W. Hastie. – Springer Science + Business Media New York, 1990. – P. 251–262. doi: 10.1007/978-1-4612-0481-7_19.
Gokhale, A.B. Mn–Si (Manganese–Silicon) / A.B. Gokhale, G.J. Abbaschian // Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, Ed. T.B. Massalski, ASM International, Materials Park, Ohio. – 1990. – Vol. 3. – Р. 2602–2604.
Kaufman, L. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems-III / L. Kaufman // Calphad: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. – 1978. – Vol. 2. – Р. 117–146. doi: 10.1016/0364-5916(78)90031-7.
Gokcen, N.A. Mn–Ni (Manganese–Nickel) / N.A. Gokcen // Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, Ed. T.B. Massalski, ASM International, Materials Park, Ohio. – 1990. – Vol. 3. – Р. 2580–2583.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
