Kolefnisinnihald hvers brots í sinteruðu sýni er mismunandi, með kolefnisinnihaldi A-2,5 þyngdarprósent á þessu bili, sem myndar þétt efni með nánast engum svigrúmum, sem er samsett úr jafnt dreifðum kísilkarbíðögnum og fríu kísli. Með aukinni kolefnisviðbót eykst innihald hvarfsintaðs kísilkarbíðs smám saman, agnastærð kísilkarbíðsins eykst og kísilkarbíð tengist saman í beinagrindarformi. Hins vegar getur of mikið kolefnisinnihald auðveldlega leitt til leifar af kolefni í sinteruðu sýninu. Þegar kolsvört er aukið enn frekar í 3a er sintun sýnisins ófullkomin og svört „millilög“ birtast inni í því.
Þegar kolefni hvarfast við bráðið kísill er rúmmálsþensluhraði þess 234%, sem gerir örbyggingu hvarfsintaðs kísillkarbíðs nátengda kolefnisinnihaldi í stönginni. Þegar kolefnisinnihaldið í stönginni er lítið er kísillkarbíðið sem myndast við kísill-kolefnishvarfið ekki nóg til að fylla svitaholurnar í kringum kolefnisduftið, sem leiðir til mikils magns af fríu kísilli í sýninu. Með aukningu á kolefnisinnihaldi í stönginni getur hvarfsintað kísillkarbíð fyllt svitaholurnar í kringum kolefnisduftið að fullu og tengt upprunalega kísillkarbíðið saman. Á þessum tímapunkti minnkar innihald frís kísils í sýninu og þéttleiki sintaðs efnis eykst. Hins vegar, þegar meira kolefni er í stönginni, umlykur auka kísillkarbíð sem myndast við hvarf kolefnis og kísils hratt tónerinn, sem gerir það erfitt fyrir bráðið kísill að komast í snertingu við tónerinn, sem leiðir til leifar af kolefni í sintaða efninu.
Samkvæmt XRD niðurstöðum er fasasamsetning hvarfsinteraðs kísill α-SiC, β-SiC og frjáls kísill.
Í háhitasviðbrögðum flytja kolefnisatóm sig í upphafsástand sitt á SiC yfirborði β-SiC með bráðnu kísill α-aukamyndun. Þar sem kísill-kolefnisviðbrögðin eru dæmigerð útverm viðbrögð með miklum viðbragðsvarma, eykur hröð kæling eftir stutt tímabil sjálfsprottinna háhitasviðbragða mettun kolefnis sem er uppleyst í fljótandi kísill, þannig að β-SiC agnirnar falla út sem kolefni og bæta þannig vélræna eiginleika efnisins. Þess vegna er auka β-SiC kornhreinsun gagnleg til að bæta beygjuþol. Í Si-SiC samsettu kerfinu minnkar innihald frís kísils í efninu með aukningu á kolefnisinnihaldi í hráefninu.
Niðurstaða:
(1) Seigja tilbúinnar hvarfgjarnrar sintrunarlausnar eykst með aukinni magni kolefnissvörts; pH-gildið er basískt og hækkar smám saman.
(2) Með aukningu kolefnisinnihalds í efninu eykst fyrst eðlisþyngd og beygjustyrkur hvarfsintraðs keramiks sem framleitt er með pressunaraðferðinni og minnkar síðan. Þegar magn kolsvörts er 2,5 sinnum upphaflegt magn, eru þriggja punkta beygjustyrkur og rúmmálsþéttleiki græna efnisins eftir hvarfsintrun mjög hár, sem eru 227,5 mpa og 3,093 g/cm3, talið í sömu röð.
(3) Þegar kolefnisríkt efni er sintrað myndast sprungur og svartir „samlokusvæði“ í efninu. Ástæðan fyrir sprungunum er sú að kísilloxíðgasið sem myndast við viðbragðssintrun losnar ekki auðveldlega, safnast smám saman fyrir, þrýstingurinn eykst og áhrif þess á sprungur í efninu. Í svarta „samlokusvæðinu“ inni í sintraðinni er mikið magn af kolefni sem tekur ekki þátt í viðbrögðunum.
Birtingartími: 10. júlí 2023