El contingut de carboni de cada fractura de mostra sinteritzada és diferent, amb un contingut de carboni d'A-2,5% en pes en aquest rang, formant un material dens gairebé sense porus, que està compost per partícules de carbur de silici distribuïdes uniformement i silici lliure. Amb l'augment de l'addició de carboni, el contingut de carbur de silici sinteritzat per reacció augmenta gradualment, la mida de les partícules de carbur de silici augmenta i el carbur de silici es connecta entre si en forma d'esquelet. Tanmateix, un contingut excessiu de carboni pot conduir fàcilment a carboni residual al cos sinteritzat. Quan el negre de carboni augmenta encara més a 3a, la sinterització de la mostra és incompleta i apareixen "capes intermèdies" negres a l'interior.
Quan el carboni reacciona amb el silici fos, la seva taxa d'expansió volumètrica és del 234%, cosa que fa que la microestructura del carbur de silici sinteritzat per reacció estigui estretament relacionada amb el contingut de carboni del tocot. Quan el contingut de carboni del tocot és petit, el carbur de silici generat per la reacció silici-carboni no és suficient per omplir els porus al voltant de la pols de carboni, cosa que resulta en una gran quantitat de silici lliure a la mostra. Amb l'augment del contingut de carboni del tocot, el carbur de silici sinteritzat per reacció pot omplir completament els porus al voltant de la pols de carboni i connectar el carbur de silici original. En aquest moment, el contingut de silici lliure a la mostra disminueix i la densitat del cos sinteritzat augmenta. Tanmateix, quan hi ha més carboni al tocot, el carbur de silici secundari generat per la reacció entre el carboni i el silici envolta ràpidament el tòner, cosa que dificulta que el silici fos entri en contacte amb el tòner, cosa que resulta en carboni residual al cos sinteritzat.
Segons els resultats de la XRD, la composició de fases del sic sinteritzat per reacció és α-SiC, β-SiC i silici lliure.
En el procés de sinterització per reacció a alta temperatura, els àtoms de carboni migren a l'estat inicial a la superfície de SiC β-SiC mitjançant la formació secundària α de silici fos. Com que la reacció silici-carboni és una reacció exotèrmica típica amb una gran quantitat de calor de reacció, el refredament ràpid després d'un curt període de reacció espontània a alta temperatura augmenta la susaturació del carboni dissolt en el silici líquid, de manera que les partícules de β-SiC precipiten en forma de carboni, millorant així les propietats mecàniques del material. Per tant, el refinament secundari del gra de β-SiC és beneficiós per a la millora de la resistència a la flexió. En el sistema compost Si-SiC, el contingut de silici lliure en el material disminueix amb l'augment del contingut de carboni en la matèria primera.
Conclusió:
(1) La viscositat de la pasta de sinterització reactiva preparada augmenta amb l'augment de la quantitat de negre de carboni; El valor del pH és alcalí i augmenta gradualment.
(2) Amb l'augment del contingut de carboni al cos, la densitat i la resistència a la flexió de la ceràmica sinteritzada per reacció preparada mitjançant el mètode de premsat primer van augmentar i després van disminuir. Quan la quantitat de negre de carboni és 2,5 vegades la quantitat inicial, la resistència a la flexió de tres punts i la densitat aparent del lingot verd després de la sinterització per reacció són molt elevades, que són de 227,5 mpa i 3,093 g/cm3, respectivament.
(3) Quan es sinteritza el cos amb massa carboni, apareixeran esquerdes i zones negres de tipus "sandvitx" al cos. La raó de l'esquerdament és que el gas d'òxid de silici generat en el procés de sinterització per reacció no és fàcil de descarregar, s'acumula gradualment, la pressió augmenta i el seu efecte de pressió provoca l'esquerdament del tocot. A la zona negra de tipus "sandvitx" dins del sinteritzat, hi ha una gran quantitat de carboni que no participa en la reacció.
Data de publicació: 10 de juliol de 2023