Ka hopena o ka ʻike kalapona ma ka microstructure o ka silicon carbide i hoʻopili ʻia e ka hopena

He ʻokoʻa ka nui o ke kalapona o kēlā me kēia haki hāpana sintered, me ka nui o ke kalapona o A-2.5 awt.% ma kēia pae, e hana ana i kahi mea paʻa me ka aneane ʻole o nā pores, i haku ʻia me nā ʻāpana silicon carbide i hoʻolaha like ʻia a me ka silicon manuahi. Me ka hoʻonui ʻia o ka hoʻohui kalapona, e piʻi mālie ka nui o ka silicon carbide i hoʻopili ʻia i ka hopena, e piʻi ka nui o nā ʻāpana o ka silicon carbide, a ua hoʻopili ʻia ka silicon carbide kekahi i kekahi ma ke ʻano iwi. Eia nō naʻe, hiki i ka nui o ke kalapona ke alakaʻi maʻalahi i ke koena kalapona i loko o ke kino sintered. Ke hoʻonui hou ʻia ka ʻeleʻele kalapona i 3a, ʻaʻole i piha ka sintering o ka hāpana, a ʻike ʻia nā "interlayers" ʻeleʻele i loko.

Ke hana ka carbon me ka silicon heheʻe, ʻo kona nui o ka hoʻonui ʻia he 234%, ʻo ia hoʻi ka microstructure o ka silicon carbide i hoʻoheheʻe ʻia e ka hopena e pili pono ana i ka nui o ke kalapona i loko o ka billet. Ke liʻiliʻi ka nui o ke kalapona i loko o ka billet, ʻaʻole lawa ka silicon carbide i hana ʻia e ka hopena silicon-carbon e hoʻopiha i nā pores a puni ka pauka kalapona, e hopena ana i ka nui o ka silicon manuahi i loko o ka laʻana. Me ka hoʻonui ʻia o ka nui o ke kalapona i loko o ka billet, hiki i ka silicon carbide i hoʻoheheʻe ʻia e ka hopena ke hoʻopiha piha i nā pores a puni ka pauka kalapona a hoʻohui i ka silicon carbide mua. I kēia manawa, emi ka nui o ka silicon manuahi i loko o ka laʻana a piʻi ka nui o ke kino sintered. Eia naʻe, i ka wā e nui ai ke kalapona i loko o ka billet, ʻo ka silicon carbide lua i hana ʻia e ka hopena ma waena o ke kalapona a me ka silicon e hoʻopuni koke i ka toner, e paʻakikī ai i ka silicon heheʻe ke hoʻopili aku i ka toner, e hopena ana i ke koena kalapona i loko o ke kino sintered.

Wahi a nā hualoaʻa XRD, ʻo ka haku mele ʻana o ka sic i hoʻopili ʻia me ka hopena he α-SiC, β-SiC a me ka silicon manuahi.

I ke kaʻina hana o ka sintering hopena wela kiʻekiʻe, neʻe nā ʻātoma kalapona i ke kūlana mua ma ka ʻili SiC β-SiC ma o ka hoʻokumu ʻana o ka silicon α-secondary. ʻOiai ʻo ka hopena silicon-carbon he hopena exothermic maʻamau me ka nui o ka wela o ka hopena, ʻo ka hoʻomaʻalili wikiwiki ma hope o kahi manawa pōkole o ka hopena wela kiʻekiʻe spontaneous e hoʻonui i ka susaturation o ke kalapona i hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka silicon wai, i hoʻopuka ʻia nā ʻāpana β-SiC ma ke ʻano o ke kalapona, a laila e hoʻomaikaʻi ana i nā waiwai mechanical o ka mea. No laila, ʻo ka hoʻomaʻemaʻe ʻana o ka palaoa β-SiC lua he mea maikaʻi ia no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka ikaika kulou. I loko o ka ʻōnaehana hui Si-SiC, emi ka nui o ka silicon manuahi i loko o ka mea me ka piʻi ʻana o ka nui o ke kalapona i loko o ka mea maka.

Hopena:

(1) Hoʻonui ka mānoanoa o ka slurry sintering reactive i hoʻomākaukau ʻia me ka hoʻonui ʻana o ka nui o ke kalapona ʻeleʻele; He alkaline ka waiwai pH a piʻi mālie.

(2) Me ka hoʻonui ʻia ʻana o ka nui o ke kalapona i loko o ke kino, ua hoʻonui mua ʻia ka nui a me ka ikaika kūlou o nā keramika i hoʻomākaukau ʻia e ke ʻano kaomi a laila ua emi iho. Ke 2.5 mau manawa o ka nui mua o ka nui o ke kalapona ʻeleʻele, ua kiʻekiʻe loa ka ikaika kūlou ʻekolu-kiko a me ka nui o ka nui o ka billet ʻōmaʻomaʻo ma hope o ka hana ʻana o ka sintering, ʻo ia hoʻi he 227.5mpa a me 3.093g/cm3.

(3) Ke hoʻopaʻa ʻia ke kino me ka nui o ke kalapona, e ʻike ʻia nā māwae a me nā wahi "sandwich" ʻeleʻele i loko o ke kino. ʻO ke kumu o ka haki ʻana, ʻo ia ka mea ʻaʻole maʻalahi ka hoʻokuʻu ʻana o ke kinoea silicon oxide i hana ʻia i ke kaʻina hana o ka sintering hopena, hōʻiliʻili mālie, piʻi ke kaomi, a ʻo kona hopena jacking e alakaʻi ai i ka haki ʻana o ka billet. I loko o ka wahi "sandwich" ʻeleʻele i loko o ka sinter, aia ka nui o ke kalapona i komo ʻole i ka hopena.