Iga paagutatud proovi prao süsinikusisaldus on erinev, süsinikusisaldus on selles vahemikus A-2,5 massiprotsenti, moodustades tiheda materjali, milles peaaegu puuduvad poorid ja mis koosneb ühtlaselt jaotunud ränikarbiidi osakestest ja vabast ränist. Süsiniku lisamise suurenemisega suureneb reaktsiooniga paagutatud ränikarbiidi sisaldus järk-järgult, ränikarbiidi osakeste suurus suureneb ja ränikarbiid moodustab skeletikujulise sideme. Liigne süsinikusisaldus võib aga kergesti viia paagutatud keha jääksüsiniku tekkeni. Kui süsinikmusta sisaldust suurendatakse veelgi 3a-ni, on proovi paagutamine mittetäielik ja sissepoole ilmuvad mustad "vahekihid".
Kui süsinik reageerib sula räniga, on selle mahupaisumiskiirus 234%, mis muudab reaktsiooniga paagutatud ränikarbiidi mikrostruktuuri tihedalt seotuks tooriku süsinikusisaldusega. Kui tooriku süsinikusisaldus on väike, ei ole räni-süsiniku reaktsioonil tekkiv ränikarbiid piisav, et täita süsinikupulbri ümbritsevaid poore, mille tulemuseks on proovis suur hulk vaba räni. Tooriku süsinikusisalduse suurenemisega suudab reaktsiooniga paagutatud ränikarbiid täielikult täita süsinikupulbri ümbritsevad poorid ja ühendada algse ränikarbiidi. Sel ajal väheneb proovis vaba räni sisaldus ja paagutatud keha tihedus suureneb. Kui toorikus on aga rohkem süsinikku, ümbritseb süsiniku ja räni reaktsioonil tekkiv sekundaarne ränikarbiid toonerit kiiresti, raskendades sula räni kokkupuudet tooneriga, mille tulemuseks on paagutatud kehas jääksüsinik.
XRD-tulemuste kohaselt on reaktsiooniga paagutatud ränikarbiidi faasikoostis α-SiC, β-SiC ja vaba räni.
Kõrgel temperatuuril toimuva reaktsioonipaagutamise käigus migreeruvad süsinikuaatomid SiC pinnale β-SiC, moodustades sula räni α-sekundaarseid jääke. Kuna räni-süsiniku reaktsioon on tüüpiline eksotermiline reaktsioon, millega kaasneb suur reaktsioonisoojus, suurendab kiire jahutamine pärast lühikest spontaanset kõrgel temperatuuril toimuvat reaktsiooni vedelas ränis lahustunud süsiniku küllastumist, mille tulemusel sadestuvad β-SiC osakesed süsiniku kujul, parandades seeläbi materjali mehaanilisi omadusi. Seetõttu on β-SiC terade sekundaarne peenendamine kasulik paindetugevuse parandamiseks. Si-SiC komposiitsüsteemis väheneb vaba räni sisaldus materjalis koos toormaterjali süsinikusisalduse suurenemisega.
Järeldus:
(1) Valmistatud reaktiivse paagutussuspensiooni viskoossus suureneb süsinikmusta koguse suurenemisega; pH väärtus on aluseline ja suureneb järk-järgult.
(2) Süsinikusisalduse suurenemisega reaktsioonpaagutatud keraamika tihedus ja paindetugevus esmalt suurenesid ja seejärel vähenesid pressimismeetodil valmistatud reaktsioonpaagutatud keraamika puhul. Kui süsinikmusta kogus on 2,5 korda suurem kui algne kogus, on rohelise tooriku kolmepunktiline paindetugevus ja mahutihedus pärast reaktsioonpaagutust väga kõrged, vastavalt 227,5 MPa ja 3,093 g/cm3.
(3) Kui paagutatud kehasse tekib liiga palju süsinikku, tekivad sellesse praod ja mustad „võileiva” alad. Pragunemise põhjuseks on see, et reaktsioonipaagutamise käigus tekkiv ränioksiidi gaas ei eraldu kergesti, see koguneb järk-järgult, rõhk tõuseb ja selle tõukejõud põhjustab tooriku pragunemist. Paagutatud materjali mustas „võileiva” alas on suur hulk süsinikku, mis reaktsioonis ei osale.
Postituse aeg: 10. juuli 2023