ТЕРМОДИНАМІЧНІ РОЗРАХУНКИ ВЗАЄМОДІЇ КАРБІДІВ КРЕМНІЮ ТА БОРУ З ІОННИМИ РОЗПЛАВАМИ

Abstract

Для підтвердження концепції виникнення власного електрохімічного потенціалу та поверхневої провідності в карбідах силіцію та бору в результаті окисно-відновних процесів, які відбуваються на міжфазній межі напівпровідник-іонний розплав, виконано термодинамічне та корозійне вивчення поведінки дисперсних матеріалів карбідів силіцію і бору в йонних розплавах. Виконано термодинамічний аналіз можливих реакцій взаємодії карбідів силіцію та бору з оксигеновмісними сполуками елементів IV–VI груп. Розрахунки показали, що найбільш енергетично вигідним процесом буде окиснення силіцій карбіду до метасилікату чи оксиду силіцію та окиснення бор карбіду до метаборату або оксиду бору. Відновлення сполуки елемента VI групи і Карбону переважно відбуватиметься до виділення цього елемента у вільному стані або у вигляді оксиду елемента у проміжному ступені окиснення. За температур 900–1100 К карбіди силіцію та бору повинні активно взаємодіяти з усіма розглянутими сполуками. Оцінено значення коррозії SiC дисперсності 400/315 та В4С дисперсності 315/250 у розплавах різного складу. Результати термодинамічного аналізу та вивчення хімічної поведінки карбідів кремнію та бору в різних розплавах показують, що при контакті з «м’якими» окисниками на межі поділу напівпровідник-розплав відбуваються редокс-процеси, виникає електро-хімічна рівновага та просторовий поділ зарядів. При контакті із «сильними» окисниками спостерігається помітна корозія. Результати виконаних термодинамічних розрахунків дають змогу прогнозувати можливість керування потенціалами карбідів силіцію та бору в йонних розплавах та здійснення процесів електрохімічної металізації цих діелектриків тугоплавкими металами та їх карбідами. Зокрема, отримані результати використовуються для обґрунтування електроосадження гальванічних покриттів молібдену, вольфраму та їх карбідів з іонних розплавів.