Η περιεκτικότητα σε άνθρακα κάθε θραύσματος του συμπυκνωμένου δείγματος είναι διαφορετική, με περιεκτικότητα σε άνθρακα A-2,5% κ.β. σε αυτό το εύρος, σχηματίζοντας ένα πυκνό υλικό σχεδόν χωρίς πόρους, το οποίο αποτελείται από ομοιόμορφα κατανεμημένα σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου και ελεύθερο πυρίτιο. Με την αύξηση της προσθήκης άνθρακα, η περιεκτικότητα σε πυροσυσσωματωμένο καρβίδιο του πυριτίου αυξάνεται σταδιακά, το μέγεθος των σωματιδίων του καρβιδίου του πυριτίου αυξάνεται και το καρβίδιο του πυριτίου συνδέεται μεταξύ του σε σχήμα σκελετού. Ωστόσο, η υπερβολική περιεκτικότητα σε άνθρακα μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε υπολειμματικό άνθρακα στο συμπυκνωμένο σώμα. Όταν η αιθάλη αυξηθεί περαιτέρω στο 3a, η πυροσυσσωμάτωση του δείγματος είναι ατελής και εμφανίζονται μαύρες «ενδιάμεσες στρώσεις» στο εσωτερικό.
Όταν ο άνθρακας αντιδρά με τηγμένο πυρίτιο, ο ρυθμός διαστολής του όγκου είναι 234%, γεγονός που καθιστά τη μικροδομή του καρβιδίου του πυριτίου που έχει υποστεί πυροσυσσωμάτωση με αντίδραση στενά συνδεδεμένη με την περιεκτικότητα σε άνθρακα στο τεμάχιο. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα στο τεμάχιο είναι μικρή, το καρβίδιο του πυριτίου που παράγεται από την αντίδραση πυριτίου-άνθρακα δεν είναι αρκετό για να γεμίσει τους πόρους γύρω από τη σκόνη άνθρακα, με αποτέλεσμα μια μεγάλη ποσότητα ελεύθερου πυριτίου στο δείγμα. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στο τεμάχιο, το καρβίδιο του πυριτίου που έχει υποστεί πυροσυσσωμάτωση με αντίδραση μπορεί να γεμίσει πλήρως τους πόρους γύρω από τη σκόνη άνθρακα και να συνδέσει το αρχικό καρβίδιο του πυριτίου μεταξύ τους. Αυτή τη στιγμή, η περιεκτικότητα σε ελεύθερο πυρίτιο στο δείγμα μειώνεται και η πυκνότητα του συντηγμένου σώματος αυξάνεται. Ωστόσο, όταν υπάρχει περισσότερος άνθρακας στο τεμάχιο, το δευτερογενές καρβίδιο του πυριτίου που παράγεται από την αντίδραση μεταξύ άνθρακα και πυριτίου περιβάλλει γρήγορα τον γραφίτη, καθιστώντας δύσκολη την επαφή του τηγμένου πυριτίου με τον γραφίτη, με αποτέλεσμα την ύπαρξη υπολειμματικού άνθρακα στο συντηγμένο σώμα.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της φασματοσκοπίας XRD, η σύνθεση φάσεων του πυροσυσσωματωμένου με αντίδραση sic είναι α-SiC, β-SiC και ελεύθερο πυρίτιο.
Κατά τη διαδικασία της πυροσυσσωμάτωσης σε υψηλή θερμοκρασία, τα άτομα άνθρακα μεταναστεύουν στην αρχική τους κατάσταση στην επιφάνεια β-SiC του SiC μέσω σχηματισμού α-δευτερογενούς τηγμένου πυριτίου. Δεδομένου ότι η αντίδραση πυριτίου-άνθρακα είναι μια τυπική εξώθερμη αντίδραση με μεγάλη ποσότητα θερμότητας αντίδρασης, η ταχεία ψύξη μετά από μια σύντομη περίοδο αυθόρμητης αντίδρασης σε υψηλή θερμοκρασία αυξάνει τον κορεσμό του άνθρακα που διαλύεται στο υγρό πυρίτιο, έτσι ώστε τα σωματίδια β-SiC να καθιζάνουν με τη μορφή άνθρακα, βελτιώνοντας έτσι τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Επομένως, η δευτερογενής βελτίωση των κόκκων β-SiC είναι ευεργετική για τη βελτίωση της αντοχής σε κάμψη. Στο σύνθετο σύστημα Si-SiC, η περιεκτικότητα σε ελεύθερο πυρίτιο στο υλικό μειώνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στην πρώτη ύλη.
Σύναψη:
(1) Το ιξώδες του παρασκευασμένου αντιδραστικού πολτού σύντηξης αυξάνεται με την αύξηση της ποσότητας αιθάλης. Η τιμή του pH είναι αλκαλική και αυξάνεται σταδιακά.
(2) Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στο σώμα, η πυκνότητα και η αντοχή σε κάμψη των κεραμικών που παρασκευάστηκαν με μέθοδο αντίδρασης πυροσυσσωμάτωσης αυξήθηκαν αρχικά και στη συνέχεια μειώθηκαν. Όταν η ποσότητα αιθάλης είναι 2,5 φορές μεγαλύτερη από την αρχική ποσότητα, η αντοχή σε κάμψη τριών σημείων και η πυκνότητα όγκου του πράσινου τεμαχίου μετά την πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης είναι πολύ υψηλές, οι οποίες είναι 227,5 mpa και 3,093 g/cm3, αντίστοιχα.
(3) Όταν το σώμα με υπερβολική ποσότητα άνθρακα πυροσυσσωματώνεται, θα εμφανιστούν ρωγμές και μαύρες περιοχές "σάντουιτς" στο σώμα του σώματος. Ο λόγος για τη ρωγμάτωση είναι ότι το αέριο οξείδιο του πυριτίου που παράγεται κατά τη διαδικασία της πυροσυσσωμάτωσης αντίδρασης δεν είναι εύκολο να αποβληθεί, συσσωρεύεται σταδιακά, η πίεση αυξάνεται και η ανυψωτική του δράση οδηγεί στη ρωγμάτωση του τεμαχίου. Στην μαύρη περιοχή "σάντουιτς" μέσα στο σιντερ, υπάρχει μεγάλη ποσότητα άνθρακα που δεν εμπλέκεται στην αντίδραση.
Ώρα δημοσίευσης: 10 Ιουλίου 2023