Древесный уголь превратили в сверхпрочный материал для промышленности

Ученых из НИТУ «МИСиС» и Томского политехнического университета предложили простой и быстрый метод производства высококачественного карбида кремния из древесных отходов.

Карбид кремния — это тугоплавкое, химически стойкое, очень твердое вещество, обладающее полупроводниковыми свойствами. Он активно используется металлургии, ювелирной промышленности, строительстве, автомобилестроении и других областях.

Сейчас карбид кремния получают из древесины и зерновых, однако методы его производства имеют ряд недостатков — они не дают стабильного результата и отнимают много времени.

Ученые из НИТУ «МИСиС» и ТПУ разработали новый метод получения карбида кремния из древесного угля и кремния в плазме низковольтной электрической дуги постоянного тока при комнатной температуре с использованием электродугового реактора с графитовыми электродами.

В ходе исследования выяснилось, что тройная обработка материала в плазме электрической дуги на протяжении 25-30 секунд под напряжением в 220 ампер приводит к полной трансформации кремния в его карбид. Полученную фазу карбида кремния очищают с помощью отжига в атмосферной печи при температуре 800 °C.

Для такого синтеза не нужен ни вакуум, ни инертные газы, а весь процесс занимает не больше пары минут. К тому же в качестве источника угля можно использовать отходы деревообрабатывающей промышленности.

«Не всегда ученым удается получить полезный дорогой продукт из дешевого вторичного сырья. В данном случае нам удалось синтезировать дорогостоящий, ценный карбид кремния из бросовых древесных отходов. Предложенный нами метод позволит не только снабжать промышленность высококачественным карбидом кремния с меньшими временными и финансовыми затратами, но и утилизировать отходы деревообрабатывающей промышленности», — отметил один из авторов исследования, д.т.н., профессор Александр Громов, заведующий лабораторией «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС».

Полученные в результате порошки карбида кремния обладают оптимальными параметрами кристаллической решетки и морфологическими свойствами, сходными с древесным углем.

• #Химия