Katra saķepinātā parauga lūzuma oglekļa saturs ir atšķirīgs, šajā diapazonā oglekļa saturs ir A-2,5 svara %, veidojot blīvu materiālu gandrīz bez porām, kas sastāv no vienmērīgi sadalītām silīcija karbīda daļiņām un brīvā silīcija. Palielinoties oglekļa pievienošanai, reakcijas saķepinātā silīcija karbīda saturs pakāpeniski palielinās, palielinās silīcija karbīda daļiņu izmērs, un silīcija karbīds ir savienots viens ar otru skeleta formā. Tomēr pārmērīgs oglekļa saturs var viegli izraisīt atlikušā oglekļa veidošanos saķepinātajā ķermenī. Kad kvēpu daudzums tiek vēl vairāk palielināts līdz 3a, parauga saķepināšana nav pilnīga, un iekšpusē parādās melni "starpslāņi".
Kad ogleklis reaģē ar izkausētu silīciju, tā tilpuma izplešanās ātrums ir 234%, kas padara reakcijas saķepinātā silīcija karbīda mikrostruktūru cieši saistītu ar oglekļa saturu sagatavē. Ja oglekļa saturs sagatavē ir mazs, silīcija-oglekļa reakcijas rezultātā radītais silīcija karbīds nav pietiekams, lai aizpildītu poras ap oglekļa pulveri, kā rezultātā paraugā rodas liels brīvā silīcija daudzums. Palielinoties oglekļa saturam sagatavē, reakcijas saķepinātais silīcija karbīds var pilnībā aizpildīt poras ap oglekļa pulveri un savienot sākotnējo silīcija karbīdu. Šajā laikā brīvā silīcija saturs paraugā samazinās un saķepinātā ķermeņa blīvums palielinās. Tomēr, ja sagatavē ir vairāk oglekļa, oglekļa un silīcija reakcijas rezultātā radītais sekundārais silīcija karbīds ātri apņem toneri, apgrūtinot izkausētā silīcija saskari ar toneri, kā rezultātā saķepinātajā ķermenī paliek oglekļa atlikumi.
Saskaņā ar XRD rezultātiem reakcijas saķepinātā Sic fāžu sastāvs ir α-SiC, β-SiC un brīvais silīcijs.
Augstas temperatūras reakcijas sintēzes procesā oglekļa atomi migrē uz SiC virsmas β-SiC sākotnējā stāvoklī, veidojot izkausētu silīciju α-sekundārās masas. Tā kā silīcija-oglekļa reakcija ir tipiska eksotermiska reakcija ar lielu reakcijas siltuma daudzumu, strauja atdzesēšana pēc īsa spontānas augstas temperatūras reakcijas perioda palielina šķidrajā silīcijā izšķīdinātā oglekļa piesātinājumu, kā rezultātā β-SiC daļiņas nogulsnējas oglekļa veidā, tādējādi uzlabojot materiāla mehāniskās īpašības. Tāpēc sekundārā β-SiC graudu smalkināšana ir labvēlīga lieces izturības uzlabošanai. Si-SiC kompozītmateriālu sistēmā brīvā silīcija saturs materiālā samazinās, palielinoties oglekļa saturam izejvielā.
Secinājums:
(1) Sagatavotās reaktīvās saķepināšanas suspensijas viskozitāte palielinās, palielinoties kvēpu daudzumam; pH vērtība ir sārmaina un pakāpeniski palielinās.
(2) Palielinoties oglekļa saturam ķermenī, reakcijas saķepināšanas procesā iegūtās keramikas blīvums un lieces izturība vispirms palielinājās, bet pēc tam samazinājās. Kad kvēpu daudzums bija 2,5 reizes lielāks par sākotnējo daudzumu, pēc reakcijas saķepināšanas iegūtā sagataves trīspunktu lieces izturība un tilpuma blīvums bija ļoti augsti, attiecīgi 227,5 MPa un 3,093 g/cm3.
(3) Kad ķermenis ar pārāk lielu oglekļa daudzumu tiek saķepināts, uz tā parādās plaisas un melnas "sviestmaizes" zonas. Plaisu iemesls ir tāds, ka reakcijas saķepināšanas procesā radušos silīcija oksīda gāzi nav viegli izvadīt, tā pakāpeniski uzkrājas, spiediens paaugstinās, un tās domkrata efekts izraisa sagataves plaisāšanu. Melnajā "sviestmaizes" zonā saķepināšanas iekšpusē ir liels daudzums oglekļa, kas nepiedalās reakcijā.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 10. jūlijs