Әрбір күйдірілген үлгі сынығының көміртегі мөлшері әртүрлі, бұл диапазондағы көміртегі мөлшері A-2,5 awt.% құрайды, бұл біркелкі таралған кремний карбидінің бөлшектері мен бос кремнийден тұратын кеуектері жоқ тығыз материалды құрайды. Көміртекті қосудың артуымен реакция кезінде күйдірілген кремний карбидінің мөлшері біртіндеп артады, кремний карбидінің бөлшектерінің өлшемі артады және кремний карбиді бір-бірімен қаңқа түрінде байланысады. Дегенмен, көміртегінің шамадан тыс мөлшері күйдірілген денеде қалдық көміртектің пайда болуына әкелуі мүмкін. Көміртегі қарасы одан әрі 3a дейін артқанда, үлгінің күйдірілу процесі аяқталмайды және ішінде қара «қабаттар» пайда болады.
Көміртек балқытылған кремниймен әрекеттескенде, оның көлемдік кеңею жылдамдығы 234% құрайды, бұл реакция арқылы күйдірілген кремний карбидінің микроқұрылымын дайындамадағы көміртек құрамымен тығыз байланысты етеді. Дайындамадағы көміртек құрамы аз болған кезде, кремний-көміртек реакциясы нәтижесінде пайда болған кремний карбиді көміртек ұнтағының айналасындағы тесіктерді толтыруға жеткіліксіз, нәтижесінде үлгіде көп мөлшерде бос кремний пайда болады. Дайындамадағы көміртек құрамының артуымен реакция арқылы күйдірілген кремний карбиді көміртек ұнтағының айналасындағы тесіктерді толығымен толтырып, бастапқы кремний карбидін біріктіре алады. Бұл кезде үлгідегі бос кремний мөлшері азаяды және күйдірілген дененің тығыздығы артады. Дегенмен, дайындамадағы көміртек көп болған кезде, көміртек пен кремний арасындағы реакция нәтижесінде пайда болған екінші реттік кремний карбиді тонерді тез қоршап алады, бұл балқытылған кремнийдің тонермен жанасуын қиындатады, нәтижесінде күйдірілген денеде қалдық көміртек пайда болады.
Рентгендік зерттеу нәтижелеріне сәйкес, реакциямен күйдірілген кремнийдің фазалық құрамы α-SiC, β-SiC және бос кремнийден тұрады.
Жоғары температуралы реакциялық күйдіру процесінде көміртек атомдары балқытылған кремний α-екінші реттік түзілуі арқылы SiC бетіндегі β-SiC бастапқы күйіне ауысады. Кремний-көміртек реакциясы көп мөлшерде реакция жылуымен жүретін типтік экзотермиялық реакция болғандықтан, қысқа мерзімді өздігінен жүретін жоғары температуралы реакциядан кейін тез салқындату сұйық кремнийде еріген көміртектің қанығуын арттырады, сондықтан β-SiC бөлшектері көміртек түрінде тұнбаға түседі, осылайша материалдың механикалық қасиеттерін жақсартады. Сондықтан, екінші реттік β-SiC түйіршіктерін тазарту иілу беріктігін жақсартуға пайдалы. Si-SiC композиттік жүйесінде шикізаттағы көміртек мөлшерінің артуымен материалдағы бос кремний мөлшері азаяды.
Қорытынды:
(1) Дайындалған реактивті күйдіру суспензиясының тұтқырлығы көміртегі қара мөлшерінің артуымен артады; рН мәні сілтілі және біртіндеп артады.
(2) Корпустағы көміртегі мөлшерінің артуымен, алдымен престеу әдісімен дайындалған реакциялық күйдірілген керамиканың тығыздығы мен иілу беріктігі артып, содан кейін төмендеді. Көміртегі қарасының мөлшері бастапқы мөлшерден 2,5 есе көп болғанда, реакциялық күйдірілгеннен кейінгі жасыл дайындаманың үш нүктелі иілу беріктігі мен көлемдік тығыздығы өте жоғары болады, олар сәйкесінше 227,5 мПа және 3,093 г/см3 құрайды.
(3) Тым көп көміртегі бар дене күйдірілген кезде, дененің денесінде жарықтар мен қара «сэндвич» аймақтары пайда болады. Жарылудың себебі - реакциялық күйдірілген кезде пайда болған кремний оксиді газының оңай бөлінбеуі, біртіндеп жиналуы, қысымның жоғарылауы және оның домкраттық әсері дайындаманың жарылуына әкеледі. Күйдіргіштің ішіндегі қара «сэндвич» аймағында реакцияға қатыспайтын көміртектің көп мөлшері болады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 10 шілде