O contido de carbono de cada fractura de mostra sinterizada é diferente, cun contido de carbono de A-2,5 % en peso neste rango, formando un material denso case sen poros, que está composto por partículas de carburo de silicio distribuídas uniformemente e silicio libre. Co aumento da adición de carbono, o contido de carburo de silicio sinterizado por reacción aumenta gradualmente, o tamaño das partículas de carburo de silicio aumenta e o carburo de silicio conéctase entre si en forma de esqueleto. Non obstante, un contido excesivo de carbono pode levar facilmente a carbono residual no corpo sinterizado. Cando o negro de carbono aumenta aínda máis a 3a, a sinterización da mostra é incompleta e aparecen "capas intermedias" negras no interior.
Cando o carbono reacciona co silicio fundido, a súa taxa de expansión volumétrica é do 234 %, o que fai que a microestrutura do carburo de silicio sinterizado por reacción estea estreitamente relacionada co contido de carbono no lingote. Cando o contido de carbono no lingote é pequeno, o carburo de silicio xerado pola reacción silicio-carbono non é suficiente para encher os poros arredor do po de carbono, o que resulta nunha gran cantidade de silicio libre na mostra. Co aumento do contido de carbono no lingote, o carburo de silicio sinterizado por reacción pode encher completamente os poros arredor do po de carbono e conectar o carburo de silicio orixinal. Neste momento, o contido de silicio libre na mostra diminúe e a densidade do corpo sinterizado aumenta. Non obstante, cando hai máis carbono no lingote, o carburo de silicio secundario xerado pola reacción entre o carbono e o silicio rodea rapidamente o tóner, o que dificulta que o silicio fundido entre en contacto co tóner, o que resulta en carbono residual no corpo sinterizado.
Segundo os resultados da XRD, a composición de fases do sic sinterizado por reacción é α-SiC, β-SiC e silicio libre.
No proceso de sinterización por reacción a alta temperatura, os átomos de carbono migran ao estado inicial na superficie do SiC β-SiC mediante a formación secundaria α do silicio fundido. Dado que a reacción silicio-carbono é unha reacción exotérmica típica cunha gran cantidade de calor de reacción, o arrefriamento rápido despois dun curto período de reacción espontánea a alta temperatura aumenta a susaturación do carbono disolto no silicio líquido, de xeito que as partículas de β-SiC precipitan en forma de carbono, mellorando así as propiedades mecánicas do material. Polo tanto, o refinamento secundario do gran de β-SiC é beneficioso para a mellora da resistencia á flexión. No sistema composto Si-SiC, o contido de silicio libre no material diminúe co aumento do contido de carbono na materia prima.
Conclusión:
(1) A viscosidade da pasta de sinterización reactiva preparada aumenta coa cantidade de negro de carbono; o valor do pH é alcalino e aumenta gradualmente.
(2) Co aumento do contido de carbono no corpo, a densidade e a resistencia á flexión das cerámicas sinterizadas por reacción preparadas mediante o método de prensado primeiro aumentaron e despois diminuíron. Cando a cantidade de negro de carbono é 2,5 veces a cantidade inicial, a resistencia á flexión en tres puntos e a densidade aparente do lingote verde despois da sinterización por reacción son moi altas, que son de 227,5 mpa e 3,093 g/cm3, respectivamente.
(3) Cando se sinteriza un corpo con demasiado carbono, aparecerán gretas e zonas negras de tipo "sándwich" no corpo. A razón das gretas é que o gas de óxido de silicio xerado no proceso de sinterización por reacción non se descarga facilmente, acumúlase gradualmente, a presión aumenta e o seu efecto de elevación leva á gretación do lingote. Na zona negra de tipo "sándwich" dentro da sinterización, hai unha gran cantidade de carbono que non participa na reacción.
Data de publicación: 10 de xullo de 2023