Hər bir sinterlənmiş nümunə sınığının karbon tərkibi fərqlidir, bu diapazonda A-2.5 awt.% karbon tərkibi ilə demək olar ki, məsamələri olmayan sıx bir material əmələ gətirir və bu, bərabər paylanmış silikon karbid hissəciklərindən və sərbəst silikondan ibarətdir. Karbon əlavəsinin artması ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbidin tərkibi tədricən artır, silikon karbidin hissəcik ölçüsü artır və silikon karbid bir-biri ilə skelet şəklində birləşir. Lakin, həddindən artıq karbon tərkibi sinterlənmiş cisimdə qalıq karbonun yaranmasına asanlıqla səbəb ola bilər. Karbon qarası daha da 3a-ya qədər artırıldıqda, nümunənin sinterləşməsi natamam olur və içəridə qara "ara təbəqələr" görünür.
Karbon əridilmiş silikonla reaksiyaya girdikdə, onun həcm genişlənmə sürəti 234% təşkil edir ki, bu da reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbidin mikrostrukturunu kütükdəki karbon tərkibi ilə sıx əlaqəli edir. Kütükdəki karbon tərkibi az olduqda, silikon-karbon reaksiyası nəticəsində əmələ gələn silikon karbid karbon tozunun ətrafındakı məsamələri doldurmaq üçün kifayət deyil və nəticədə nümunədə çoxlu miqdarda sərbəst silikon əmələ gəlir. Kütükdəki karbon tərkibinin artması ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid karbon tozunun ətrafındakı məsamələri tam doldura və orijinal silikon karbidini bir-birinə bağlaya bilər. Bu zaman nümunədəki sərbəst silikonun tərkibi azalır və sinterlənmiş cismin sıxlığı artır. Lakin, kütükdə daha çox karbon olduqda, karbon və silikon arasındakı reaksiya nəticəsində əmələ gələn ikinci dərəcəli silikon karbid toneri sürətlə əhatə edir və əridilmiş silikonun tonerlə təmasda olmasını çətinləşdirir və nəticədə sinterlənmiş cisimdə qalıq karbon əmələ gəlir.
XRD nəticələrinə görə, reaksiya ilə sinterlənmiş sic-in faza tərkibi α-SiC, β-SiC və sərbəst silikondan ibarətdir.
Yüksək temperatur reaksiyasının sinterləşməsi prosesində karbon atomları əridilmiş silikon α-ikinci dərəcəli əmələ gəlməsi ilə SiC səthində β-SiC ilkin vəziyyətinə keçir. Silikon-karbon reaksiyası çox miqdarda reaksiya istiliyi ilə tipik bir ekzotermik reaksiya olduğundan, qısa müddətli spontan yüksək temperatur reaksiyasından sonra sürətli soyutma maye silikonda həll olan karbonun susamasını artırır və beləliklə β-SiC hissəcikləri karbon şəklində çökür və bununla da materialın mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır. Buna görə də, ikinci dərəcəli β-SiC dənəciklərinin təmizlənməsi əyilmə möhkəmliyinin yaxşılaşdırılması üçün faydalıdır. Si-SiC kompozit sistemində materialdakı sərbəst silikonun tərkibi xammaldakı karbon tərkibinin artması ilə azalır.
Nəticə:
(1) Hazırlanmış reaktiv sinterləmə məhlulunun özlülüyü karbon qarasının miqdarının artması ilə artır; pH dəyəri qələvidir və tədricən artır.
(2) Korpusda karbon miqdarının artması ilə, presləmə üsulu ilə hazırlanmış reaksiya ilə sinterlənmiş keramikanın sıxlığı və əyilmə gücü əvvəlcə artmış, sonra isə azalmışdır. Karbon qarasının miqdarı ilkin miqdarın 2,5 qatı olduqda, reaksiya sinterləməsindən sonra yaşıl kütükün üç nöqtəli əyilmə gücü və həcm sıxlığı çox yüksəkdir və müvafiq olaraq 227,5 mpa və 3,093 q/sm3 təşkil edir.
(3) Həddindən artıq karbonlu gövdə sinterləndikdə, gövdənin gövdəsində çatlar və qara "sendviç" sahələri əmələ gələcək. Çatlamanın səbəbi, reaksiya sinterləmə prosesində əmələ gələn silikon oksid qazının asanlıqla boşaldılması, tədricən yığılması, təzyiqin artması və onun qığılcım effektinin kütükün çatlamasına səbəb olmasıdır. Sinterin içərisindəki qara "sendviç" sahəsində reaksiyada iştirak etməyən çoxlu miqdarda karbon var.
Yazı vaxtı: 10 iyul 2023