WWW.EL.Z-PDF.RU
БИБЛИОТЕКА  БЕСПЛАТНЫХ  МАТЕРИАЛОВ - Онлайн документы
 

«-2070103048000 Модель кристалла карбида кремния. Арискин Алесандр10 А класс -24511013081000 Саранск 2016 Оглавление TOC \o 1-3 \h \z ...»

МБОУ «Лицей № 43»

(естественно-технический)

-2070103048000

Модель кристалла карбида кремния.

Арискин Алесандр10 А класс

-24511013081000

Саранск

2016

Оглавление

TOC \o "1-3" \h \z \u Введение. PAGEREF _Toc447976943 \h 31.Обзор литературы. PAGEREF _Toc447976944 \h 41.1.Понятие кристалла. PAGEREF _Toc447976945 \h 41.2.Кристаллическая решетка. PAGEREF _Toc447976946 \h 41.3.Карбид кремния. PAGEREF _Toc447976947 \h 41.4.Формы нахождения в природе. PAGEREF _Toc447976948 \h 41.5.Применение карбида кремния. PAGEREF _Toc447976950 \h 51.6.Полупроводник.61.7.Полиэфирные смолы.61.8.3D печать.61.9.Применение 3D печати.62.Оригинальная часть.72.1. Создание 3D модели на компьютере.72.2. Распечатка 3D модели кристалла карбида кремния на 3D принтере.73.Заключение.10Литература. PAGEREF _Toc447976956 \h 11

Введение.

Тема: 3D модель молекулы карбида кремния.

Цель: Разработка 3D модели молекулы карбида кремния.

Объект проекта: 3D модель кристалла карбида кремния.

Инструмент: программа «Компас 3D».

Обзор литературы.Понятие полимера.Кристаллами называются твердые тела, для которых характерно строго упорядоченное расположение частиц. В отличие от них, аморфные твердые тела не имеют такого расположения частиц.

Кристаллическая решетка.

Кристаллическая решетка – это пространственный каркас, образованный пересекающимися прямыми линиями. Узлы решетки – точки пересечения этих линий, в которых расположены центры частиц.

В зависимости от того, какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки и какие силы взаимодействия между ними преобладают, различают атомные, молекулярные, ионные и металлические решетки.

В узлах атомных кристаллических решетках находятся атомы связанные ковалентной связью. В структуре атомного кристалла невозможно выделить отдельно молекулы, поэтому весь кристалл можно рассматривать как одну гигантскую молекулу

Одним из представителей веществ с атомной кристаллической решеткой является карбид кремния.

При комнатной температуре и атмосферном давлении карбид кремния может существовать в виде различных политипных форм, число которых чрезвычайно велико. Сегодня известно около 200 кристаллических модификаций SiC. Таким образом, карбид кремния – один из наиболее ярких представителей политипных соединений.

На моей модели представлена кристаллическая решетка типа (6H-SiC).Каждый атом углерода связан ковалентной связями 4 атомами кремния в свою очередь атом кремния связан с 4 атомами углерода.

Карбид кремния.

Карбид кремния— бинарное неорганическое химическое соединение кремния с углеродом. Химическая формула SiC. В природе встречается в виде чрезвычайно редкого минерала — муассанита. Порошок карбида кремния был получен в 1893 году. Используется как абразив, полупроводник, для имитирующих алмаз вставок в дешёвые ювелирные украшения.

О ранних, не систематических и часто непризнанных синтезах карбида кремния сообщали Деспретз (1849), Марсден (1880) и Колсон (1882 год). Широкомасштабное производство начал Эдвард Гудрич Ачесон в 1893. Он запатентовал метод получения порошкообразного карбида кремния 28 февраля 1893. Ачесон также разработал электрическую печь, в которой карбид кремния создаётся до сих пор. Он основал компанию The Carborundum Company для производства порошкообразного вещества, которое первоначально использовалось в качестве абразива.

Исторически первым способом использования карбида кремния было использование в качестве абразива. За этим последовало применение и в электронных устройствах. В начале XX века карбид кремния использовался в качестве детектора в первых радиоприемниках. В 1907 году Генри Джозеф Раунд создал первый светодиод, подавая напряжение на кристаллы SiC и наблюдая за желтым, зеленым и оранжевым излучением на катоде. Эти эксперименты были повторены О. В. Лосевым в СССР в 1923 году.

Формы нахождения в природе.

Природный карбид кремния — муассанит можно найти только в ничтожно малых количествах в некоторых типах метеоритов и в месторождениях корунда и кимберлита. Практически любой карбид кремния, продаваемый в мире, в том числе и в виде муассанитового украшения, является синтетическим. Природный муассанит был впервые обнаружен в 1893 году в качестве небольшого включения в метеорите Каньон Диабло в Аризоне Фердинандом Анри Муассаном, в честь которого и был назван минерал в 1905 году. Исследование Муассана о естественном происхождении карбида кремния было изначально спорным, потому что его образец мог быть загрязнён крошкой карбида кремния от пилы (в то время пилы уже содержали данное вещество).

Хоть карбид кремния и является редким веществом на Земле, однако, он широко распространён в космосе. Это вещество распространено в пылевых облаках вокруг богатых углеродом звёзд, также его много в первозданных, не подверженных изменениям, метеоритах, почти исключительно, в форме бета-полиморфа. Анализ зёрен карбида кремния, найденных в Мерчисонском углеродистом хондритовом метеорите, выявил аномальное изотопное соотношение углерода и кремния, что указывает на происхождение данного вещества за пределами Солнечной системы: 99 % зёрен SiC образовалось около богатых углеродом звёзд, принадлежащих к асимптотической ветви гигантов. Карбид кремния можно часто обнаружить вокруг таких звезд по их ИК-спектрам.

Применение карбида кремния.

Монокристаллический SiC используют для изготовления радиационностойких светодиодов, обладающих очень высокой надежностью и стабильностью работы. Его можно использовать для изготовления высокотемпературных силовых полупроводниковых приборов, полевых транзисторов, туннельных диодов, счетчиков частиц высокой энергии, терморезисторов,

Из поликристаллического SiC выращивают монокристаллы или путем дробления получают порошки. Поликристаллический SiC используют в производстве нелинейных резисторов (варисторов). Для этих целей изготавливают многофазовые материалы на основе порошкообразного SiC, скрепленного связующим веществом. Кроме того, на основе порошкообразного SiC производят высокотемпературные нагреватели, ингитронные поджигатели и волноводные поглотители, а на основе пленок аморфного SiC — светодиоды и солнечные элементы. SiC является перспективным полупроводниковым материалом для высокотемпературной и высокочастотной электроники.

Благодаря высокой химической стабильности, огнеупорности и износостойкости карбид кремния находит широкое применение в качестве огнеупора в металлургической промышленности.

Применяется в машиностроении для футеровки термических печей; в химическом аппаратостроении, где он подвержен абразивному воздействию твердых пылевидных продуктов в газовых потоках. Используется для изготовления коррозионно- и эрозионностойких сопельных вставок, насадок и распылителей; для изготовления деталей теплообменной аппаратуры и деталей насосов для перекачки кислых растворов и других коррозионноактивных жидкостей. Огнеупорные изделия, а также изделия конструкционного назначения на основе карбида кремния изготовляются с использованием различного вида связок — керамических, кремния, нитрида кремния. Интересно использование карбида кремния в электротехнике - для изготовления нагревателей высокотемпературных электропечей сопротивления (силитовые стержни), грозоразрядников для линий передачи электрического тока, нелинейных сопротивлений, в составе электроизолирующих устройств.

Благодаря высокой твердости, химической устойчивости и износостойкости карбид кремния широко применяется как абразивный материал (при шлифовании), для резания твердых материалов, точки инструментов.

Полупроводник.

Полупроводник — материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством полупроводника является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.

AlSiC получение и применение

Изделия из металлического композиционного материала Al-SiC. Может использоваться в качестве оснований и корпусов изделий силовой полупроводниковой техники.

Металломатричный композиционный материал на основе алюминиевого сплава, армированного частицами карбида кремния, обеспечивает набор свойств, удовлетворяющий всем требованиям к материалу подобного назначения: низкий удельный вес, регулируемый КТР, максимально приближенный к КТР Si или GaAs, из которых изготовлены электронные микросхемы, высокой прочности и твердости, высокой теплопроводности при низкой стоимости исходных материалов.

Существует два основных метода получения композиционных материалов Al-SiC: литьевой и порошковый, однако в обоих случаях на поверхности композиционного материала остаются шероховатости, поры или раковины, которые затрудняют дальнейшую обработку материала и пайку интегральной схемы на его поверхность, а, кроме того, служат очагами зарождения коррозии. Поэтому необходимо на поверхности композиционного материала Al-SiC обеспечить слой металла, например алюминия, который позволит получить материал с гладкой поверхностью, легко поддающейся дальнейшей обработке.

3D печать.

В основу принципа работы 3d принтера заложен принцип постепенного (послойного) создания твердой модели, которая как бы «выращивается» из определённого материала. Преимущества 3D печати перед привычными, ручными способами построения моделей — высокая скорость, простота и относительно небольшая стоимость.

Например, для создания 3D модели или какой-либо детали вручную может понадобиться довольно много времени — от нескольких дней до месяцев. Ведь сюда входит не только сам процесс изготовления, но и предварительные работы — чертежи и схемы будущего изделия, которые всё равно не дают полного видения окончательного результата.

В итоге значительно возрастают расходы на разработку, увеличивается срок от разработки изделия до его серийного производства.

3D технологии же позволяют полностью исключить ручной труд и необходимость делать чертежи и расчёты на бумаге — ведь программа позволяет увидеть модель во всех ракурсах уже на экране, и устранить выявленные недостатки не в процессе создания, как это бывает при ручном изготовлении, а непосредственно при разработке и создать модель за несколько часов.

При этом возможность ошибок, присущих ручной работе, практически исключается.

Применение 3D печати.

Применение трехмерной печати – это серьезная альтернатива традиционным методам прототипирования и мелкосерийному производству. Трёхмерный, или 3д-принтер, в отличие от обычного, который выводит двухмерные рисунки, фотографии и т. д. на бумагу, даёт возможность выводить объёмную информацию, то есть создавать трёхмерные физические объекты.

Также 3D печать открыла большие возможности для экспериментов в таких сферах как архитектура, строительство, медицина, образование, моделирование одежды, мелкосерийное производство, ювелирное дело, и даже в пищевой промышленности.

Оригинальная часть.

2.1. Создание 3D модели на компьютере.

Для создания 3D модели на компьютере я выбрал программу Компас 3D, потому что это профессиональная программа отечественного производства. Она используется в различных сферах.

Ключевой особенностью продукта является использование собственного математического ядра С3D и параметрических технологий, разработанных специалистами АСКОН.

КОМПАС-3D обеспечивает поддержку наиболее распространенных форматов 3D-моделей (STEP, ACIS, IGES, DWG, DXF), что позволяет организовывать эффективный обмен данными со смежными организациями и заказчиками, использующими любые CAD / CAM / CAE-системы в работе. Это программа позволяет создавать модели, которые можно распечатать на 3D-принтере можно передать созданные модели на 3D-принтер через Stl-формат.

Рис. 1. Модель кристалла карбида кремния, разработанная в компасе.

На этой модели атомы углерода раскрашены зеленым цветом, а атомы кремния красным.

2.2. Распечатка 3D модели кристалла карбида кремния на 3D принтере.

После того как модель кристалла была разработана в 3D компасе, и переведена в формат Stl понятный для 3D принтера. К модели добавили опоры, чтобы она хорошо распечаталась.

Рис. 2. Начальный этап распечатки.

1284605147015700975871139916900

Рис. 3. Опоры.

После того как принтер распечатал модель опоры были удалены. А модель была раскрашена акриловыми красками. Атомы углерода на модели закрашены черным цветом, а атомы кремния синим.

Рис. 4. Раскрашенная модель.

Заключение Хорошее программное обеспечение в совокупности с современными выводящими устройствами, такими как 3D принтер позволяет в кратчайшие сроки освоить основы 3D моделирования и создать наглядные 3D модели.

Литература.

Карбид кремния [Электронный ресурс] Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%B4_%D0%BA%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%B8%D1%8FПолиэфиры [Электронный ресурс] Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BAГ. П. Шалаев. Новейший справочник школьника. – М., «АСТ СЛОВО»,2009.

ЗАО Аскон. Компас 3D V6 практическое руководство. Трёхмерное моделирование том 4. – «Аскон»,2003.

Компас 3D [Электронный ресурс] Режим доступа: http://kompas.ru/kompas-3d/about/

AlSiC получение и применение [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/244/2448808.html3D печать [Электронный ресурс] Режим доступа: http://make-3d.ru/articles/chto-takoe-3d-pechat/

Похожие работы:

«-837565-280670100 лет Loading. МаресьевАлексей Петрович ПортьРодился 20 мая 1916 года в городе Камышин, ныне Волгоградской области, в семье рабочего. Окончил 8 классов, школу ФЗУ, 3 курса рабфака. Работал механиком дизелистом в городе Комсомольск-на-Амуре...»

«Контрольная работа по теме "Рыночный механизм хозяйствования" 9 класс Часть А. А1. Степень изменения величины спроса на товар в зависимости от изменения цены на него называется:1) инфляцией2) эластичностью спроса3) законом спроса4...»

«Информационный бюллетень МО "Пешский сельсовет" НАО Выпуск № 14 с. Нижняя Пеша 21 мая 2015 года Администрация муниципального образования "Пешский сельсовет" Ненецкого автономного округаПОСТАНОВЛЕНИЕ от 20 мая 2015 года № 41 село Нижняя Пеша Об утверждении...»

«Регламент проведения сбора коммерческих предложений на поставку, монтаж и пуско-наладку системы двухканального перевода через видеоконференцсвязь с вводом в эксплуатацию в соответствии с техническим задан...»

«Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования "Центр дополнительного образования детей" Принята на заседании методического совета, от 13.06.2017 г. протокол № 11УТВЕРЖДЕНА и.о. директора МБОУ ДО "ЦДОД" Ястреб Т.В. № 91 от 15.06.2017 г Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа...»

«Министерство образования Нижегородской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение "Борский Губернский колледж" Отчет по производственной практике ПП.01 Выполнил: студент группы АМ-31 Фомичев...»

«Областное государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Ютановский агромеханический техникум" Методические рекомендации по выполнению лабораторно – пратических работ поПМ 03 НАПЛАВКА ДЕФЕКТОВ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН, МЕХАНИЗМОВ КОНСТРУКЦИЙ И ОТЛИВОК ПО...»

«Экзаменационные билеты по госпитальной хирургии для студентов 5-го курса лечебного факультета очной формы обучения и 6-го курса очно-заочной формы рбучения 2013-2014 учебный год Билет №1 Приобретенный стеноз митрального клапана. Этиология, внутрисердечная гемодинамика, классификация. Клиника...»









 
2018 www.el.z-pdf.ru - «Библиотека бесплатных материалов - онлайн документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 2-3 рабочих дней удалим его.