Kulstofindholdet i hver sintret prøvefraktur er forskelligt, med et kulstofindhold på A-2,5 vægt% i dette område, hvilket danner et tæt materiale med næsten ingen porer, som er sammensat af ensartet fordelte siliciumcarbidpartikler og frit silicium. Med stigende kulstoftilsætning stiger indholdet af reaktionssintret siliciumcarbid gradvist, partikelstørrelsen af siliciumcarbid øges, og siliciumcarbid forbindes med hinanden i en skeletform. Imidlertid kan et for højt kulstofindhold let føre til resterende kulstof i det sintrede legeme. Når kulstofsorten øges yderligere til 3a, er sintringen af prøven ufuldstændig, og sorte "mellemlag" fremkommer indeni.
Når kulstof reagerer med smeltet silicium, er dets volumenudvidelseshastighed 234%, hvilket gør mikrostrukturen af reaktionssintret siliciumcarbid tæt forbundet med kulstofindholdet i barren. Når kulstofindholdet i barren er lavt, er siliciumcarbidet, der genereres ved silicium-kulstof-reaktionen, ikke nok til at fylde porerne omkring kulstofpulveret, hvilket resulterer i en stor mængde frit silicium i prøven. Med stigende kulstofindhold i barren kan reaktionssintret siliciumcarbid fylde porerne omkring kulstofpulveret fuldstændigt og forbinde det oprindelige siliciumcarbid. På dette tidspunkt falder indholdet af frit silicium i prøven, og densiteten af det sintrede legeme stiger. Men når der er mere kulstof i barren, omgiver det sekundære siliciumcarbid, der genereres ved reaktionen mellem kulstof og silicium, hurtigt toneren, hvilket gør det vanskeligt for det smeltede silicium at komme i kontakt med toneren, hvilket resulterer i resterende kulstof i det sintrede legeme.
Ifølge XRD-resultaterne er fasesammensætningen af reaktionssintret silicium α-SiC, β-SiC og frit silicium.
I processen med højtemperaturreaktionssintring migrerer kulstofatomer til den oprindelige tilstand på SiC-overfladen β-SiC ved dannelse af smeltet silicium α-sekundær. Da silicium-kulstof-reaktionen er en typisk eksoterm reaktion med en stor mængde reaktionsvarme, øger hurtig afkøling efter en kort periode med spontan højtemperaturreaktion overmætningen af kulstof opløst i flydende silicium, således at β-SiC-partiklerne udfældes i form af kulstof, hvorved materialets mekaniske egenskaber forbedres. Derfor er sekundær β-SiC-kornforfining gavnlig for forbedringen af bøjningsstyrken. I Si-SiC-kompositsystemet falder indholdet af frit silicium i materialet med stigende kulstofindhold i råmaterialet.
Konklusion:
(1) Viskositeten af den fremstillede reaktive sintringsopslæmning stiger med stigende mængde carbon black; pH-værdien er alkalisk og stiger gradvist.
(2) Med stigningen i kulstofindholdet i legemet øges densiteten og bøjningsstyrken af den reaktionssintrede keramik fremstillet ved presningsmetoden først og falder derefter. Når mængden af carbon black er 2,5 gange den oprindelige mængde, er trepunktsbøjningsstyrken og bulkdensiteten af den grønne barre efter reaktionssintring meget høj, hvilket er henholdsvis 227,5 mpa og 3,093 g/cm3.
(3) Når der sintres et legeme med for meget kulstof, vil der opstå revner og sorte "sandwich"-områder i legemet. Årsagen til revnerne er, at siliciumoxidgassen, der genereres under reaktionssintring, ikke let udledes, gradvist ophobes, trykket stiger, og dens jacking-effekt fører til revner i barren. I det sorte "sandwich"-område inde i sinteren er der en stor mængde kulstof, der ikke er involveret i reaktionen.
Opslagstidspunkt: 10. juli 2023