De Kuelestoffgehalt vun all gesintertem Proufbroch ass ënnerschiddlech, mat engem Kuelestoffgehalt vun A-2,5 Gew.-% an dësem Beräich, wouduerch e dicht Material mat bal kenge Poren entsteet, dat aus gläichméisseg verdeelte Siliziumcarbidpartikelen a fräiem Silizium besteet. Mat der Erhéijung vun der Kuelestoffzousaz klëmmt den Inhalt vum reaktiounsgesinterte Siliziumcarbid graduell, d'Partikelgréisst vum Siliziumcarbid klëmmt, an de Siliziumcarbid ass a Skelettform matenee verbonnen. Wéi och ëmmer, en ze héije Kuelestoffgehalt kann einfach zu Reschtkuelestoff am gesinterte Kierper féieren. Wann de Kuelestoff weider op 3a eropgeet, ass d'Sinterung vun der Prouf onvollstänneg, a schwaarz "Zwëscheschichten" erschéngen dobannen.
Wann Kuelestoff mat geschmolltem Silizium reagéiert, ass seng Volumenausdehnungsquote 234%, wouduerch d'Mikrostruktur vum reaktiounsgesinterte Siliziumkarbid enk mam Kuelestoffgehalt am Billet verbonnen ass. Wann de Kuelestoffgehalt am Billet kleng ass, ass de Siliziumkarbid, deen duerch d'Silizium-Kuelestoff-Reaktioun generéiert gëtt, net genuch fir d'Poren ronderëm de Kuelestoffpulver ze fëllen, wat zu enger grousser Quantitéit u fräiem Silizium an der Prouf féiert. Mat der Erhéijung vum Kuelestoffgehalt am Billet kann de reaktiounsgesinterte Siliziumkarbid d'Poren ronderëm de Kuelestoffpulver komplett fëllen an den urspréngleche Siliziumkarbid zesummebréngen. Zu dësem Zäitpunkt hëlt den Inhalt u fräiem Silizium an der Prouf of an d'Dicht vum gesinterte Kierper klëmmt. Wéi awer méi Kuelestoff am Billet ass, ëmgëtt de sekundäre Siliziumkarbid, deen duerch d'Reaktioun tëscht Kuelestoff a Silizium generéiert gëtt, séier den Toner, wouduerch et schwéier ass fir de geschmollte Silizium a Kontakt mam Toner ze kommen, wat zu Reschtkuelestoff am gesinterte Kierper féiert.
Laut den XRD-Resultater besteet d'Phasenzesummesetzung vum reaktiounsgesinterte Silizium aus α-SiC, β-SiC a fräiem Silizium.
Beim Sinteren bei héijen Temperaturen migréieren d'Kuelestoffatome op der SiC-Uewerfläch β-SiC duerch d'Bildung vun enger α-Sekundärbildung vum geschmollte Silizium an hiren ursprénglechen Zoustand. Well d'Silizium-Kuelestoff-Reaktioun eng typesch exotherm Reaktioun mat enger grousser Reaktiounswärm ass, erhéicht eng séier Ofkillung no enger kuerzer Zäit vun spontaner Héichtemperaturreaktioun d'Iwwersättigung vum am flëssege Silizium opgeléiste Kuelestoff, sou datt d'β-SiC-Partikelen a Form vu Kuelestoff ausfällen, wouduerch d'mechanesch Eegeschafte vum Material verbessert ginn. Dofir ass d'Verfeinerung vun de sekundäre β-SiC-Kären nëtzlech fir d'Verbesserung vun der Biegefestigkeit. Am Si-SiC-Kompositsystem hëlt den Undeel u fräiem Silizium am Material mat der Erhéijung vum Kuelestoffgehalt am Rohmaterial of.
Schlussfolgerung:
(1) D'Viskositéit vum virbereete reaktive Sinterschlamm klëmmt mat der Quantitéit u Kuelestoffrout; de pH-Wäert ass alkalisch a klëmmt graduell.
(2) Mat der Erhéijung vum Kuelestoffgehalt am Kierper sinn d'Dicht an d'Biegefestigkeit vun der reaktiounsgesinterter Keramik, déi mat der Pressmethod hiergestallt gouf, fir d'éischt eropgaang an duerno erofgaang. Wann d'Quantitéit u Kuelestoffrout 2,5 Mol méi grouss ass wéi déi initial Quantitéit, sinn d'Dräipunkt-Biegefestigkeit an d'Schummdicht vum grénge Billet nom Reaktiounssinteren ganz héich, nämlech 227,5 mpa respektiv 3,093 g/cm3.
(3) Wann e Kierper mat ze vill Kuelestoff gesintert gëtt, entstinn Rëss a schwaarz "Sandwich"-Beräicher am Kierper. D'Ursaach fir d'Rëssbildung ass, datt de Siliziumoxidgas, deen beim Reaktiounssinterprozess entsteet, net einfach ofgeleet gëtt, sech lues a lues sammelt, den Drock eropgeet, an säin Jacking-Effekt féiert zu Rëssbildung vum Billet. Am schwaarze "Sandwich"-Beräich am Sinter ass eng grouss Quantitéit u Kuelestoff, deen net un der Reaktioun bedeelegt ass.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 10. Juli 2023