میزان کربن هر نمونه تفجوشی شده پس از شکست متفاوت است، به طوری که میزان کربن در این محدوده A-2.5 درصد وزنی است و مادهای متراکم با تقریباً بدون منافذ تشکیل میدهد که از ذرات کاربید سیلیکون با توزیع یکنواخت و سیلیکون آزاد تشکیل شده است. با افزایش افزودن کربن، میزان کاربید سیلیکون تفجوشی شده واکنشی به تدریج افزایش مییابد، اندازه ذرات کاربید سیلیکون افزایش مییابد و کاربید سیلیکون به شکل اسکلت به یکدیگر متصل میشوند. با این حال، میزان کربن بیش از حد میتواند به راحتی منجر به کربن باقیمانده در بدنه تفجوشی شده شود. هنگامی که کربن سیاه بیشتر به 3a افزایش مییابد، تفجوشی نمونه ناقص است و "لایههای میانی" سیاه در داخل ظاهر میشوند.
وقتی کربن با سیلیکون مذاب واکنش میدهد، نرخ انبساط حجمی آن ۲۳۴٪ است که باعث میشود ریزساختار کاربید سیلیکون واکنشفکنشده ارتباط نزدیکی با محتوای کربن موجود در بیلت داشته باشد. وقتی محتوای کربن در بیلت کم باشد، کاربید سیلیکون تولید شده توسط واکنش سیلیکون-کربن برای پر کردن منافذ اطراف پودر کربن کافی نیست و در نتیجه مقدار زیادی سیلیکون آزاد در نمونه ایجاد میشود. با افزایش محتوای کربن در بیلت، کاربید سیلیکون واکنشفکنشده میتواند منافذ اطراف پودر کربن را به طور کامل پر کند و کاربید سیلیکون اصلی را به هم متصل کند. در این زمان، محتوای سیلیکون آزاد در نمونه کاهش مییابد و چگالی بدنه سینتر شده افزایش مییابد. با این حال، وقتی کربن بیشتری در بیلت وجود داشته باشد، کاربید سیلیکون ثانویه تولید شده توسط واکنش بین کربن و سیلیکون به سرعت تونر را احاطه میکند و تماس سیلیکون مذاب با تونر را دشوار میکند و در نتیجه کربن باقیمانده در بدنه سینتر شده باقی میماند.
طبق نتایج XRD، ترکیب فازی SiC واکنشی شده شامل α-SiC، β-SiC و سیلیکون آزاد است.
در فرآیند تفجوشی واکنشی در دمای بالا، اتمهای کربن با تشکیل α-ثانویه سیلیکون مذاب، به حالت اولیه β-SiC در سطح SiC مهاجرت میکنند. از آنجایی که واکنش سیلیکون-کربن یک واکنش گرمازا با مقدار زیادی گرمای واکنش است، خنک شدن سریع پس از یک دوره کوتاه واکنش خود به خودی در دمای بالا، اشباع کربن محلول در سیلیکون مایع را افزایش میدهد، به طوری که ذرات β-SiC به شکل کربن رسوب میکنند و در نتیجه خواص مکانیکی ماده را بهبود میبخشند. بنابراین، ریز شدن دانههای β-SiC ثانویه برای بهبود استحکام خمشی مفید است. در سیستم کامپوزیت Si-SiC، محتوای سیلیکون آزاد در ماده با افزایش محتوای کربن در ماده اولیه کاهش مییابد.
نتیجهگیری:
(1) ویسکوزیته دوغاب پخت واکنشی تهیه شده با افزایش مقدار کربن سیاه افزایش مییابد؛ مقدار pH قلیایی است و به تدریج افزایش مییابد.
(2) با افزایش میزان کربن در بدنه، چگالی و استحکام خمشی سرامیکهای واکنشزینتری تهیهشده با روش پرسکاری ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. هنگامی که مقدار کربن سیاه 2.5 برابر مقدار اولیه باشد، استحکام خمشی سه نقطهای و چگالی حجمی شمش خام پس از واکنشزینتری بسیار بالا است که به ترتیب 227.5 مگاپاسکال و 3.093 گرم بر سانتیمتر مکعب است.
(3) هنگامی که بدنه با کربن بیش از حد پخته میشود، ترکها و نواحی سیاه "ساندویچ" در بدنه بدنه ظاهر میشوند. دلیل ترک خوردن این است که گاز اکسید سیلیکون تولید شده در فرآیند پخت واکنشی به راحتی تخلیه نمیشود، به تدریج جمع میشود، فشار افزایش مییابد و اثر جک زدن آن منجر به ترک خوردن شمش میشود. در ناحیه سیاه "ساندویچ" داخل پخت، مقدار زیادی کربن وجود دارد که در واکنش دخیل نیست.
زمان ارسال: ۱۰ ژوئیه ۲۰۲۳