Karboninnholdet i hver sintrede prøvefraktur er forskjellig, med et karboninnhold på A-2,5 vekt% i dette området, noe som danner et tett materiale med nesten ingen porer, som er sammensatt av jevnt fordelte silisiumkarbidpartikler og fritt silisium. Med økningen av karbontilsetning øker innholdet av reaksjonssintret silisiumkarbid gradvis, partikkelstørrelsen til silisiumkarbid øker, og silisiumkarbid forbindes med hverandre i en skjelettform. Imidlertid kan for høyt karboninnhold lett føre til gjenværende karbon i den sintrede kroppen. Når karbonrøken økes ytterligere til 3a, er sintringen av prøven ufullstendig, og svarte "mellomlag" vises inni.
Når karbon reagerer med smeltet silisium, er volumekspansjonshastigheten 234 %, noe som gjør at mikrostrukturen til reaksjonssintret silisiumkarbid er nært knyttet til karboninnholdet i barren. Når karboninnholdet i barren er lite, er ikke silisiumkarbidet som genereres av silisium-karbon-reaksjonen nok til å fylle porene rundt karbonpulveret, noe som resulterer i en stor mengde fritt silisium i prøven. Med økningen av karboninnholdet i barren kan reaksjonssintret silisiumkarbid fylle porene rundt karbonpulveret fullstendig og koble det opprinnelige silisiumkarbidet sammen. På dette tidspunktet reduseres innholdet av fritt silisium i prøven, og tettheten til det sintrede legemet øker. Men når det er mer karbon i barren, omgir det sekundære silisiumkarbidet som genereres av reaksjonen mellom karbon og silisium raskt toneren, noe som gjør det vanskelig for det smeltede silisiumet å komme i kontakt med toneren, noe som resulterer i gjenværende karbon i det sintrede legemet.
I følge XRD-resultatene er fasesammensetningen til reaksjonssintret siciliansk α-SiC, β-SiC og fritt silisium.
I prosessen med høytemperaturreaksjonssintring migrerer karbonatomer til den opprinnelige tilstanden på SiC-overflaten β-SiC ved dannelse av smeltet silisium α-sekundær. Siden silisium-karbon-reaksjonen er en typisk eksoterm reaksjon med en stor mengde reaksjonsvarme, øker rask avkjøling etter en kort periode med spontan høytemperaturreaksjon metningen av karbon oppløst i flytende silisium, slik at β-SiC-partiklene utfelles i form av karbon, og dermed forbedrer materialets mekaniske egenskaper. Derfor er sekundær β-SiC-kornforfining gunstig for å forbedre bøyestyrken. I Si-SiC-komposittsystemet reduseres innholdet av fritt silisium i materialet med økende karboninnhold i råmaterialet.
Konklusjon:
(1) Viskositeten til den fremstilte reaktive sintringsoppslemmingen øker med økningen av mengden karbonrøyk; pH-verdien er alkalisk og øker gradvis.
(2) Med økningen av karboninnholdet i legemet, øker tettheten og bøyestyrken til den reaksjonssintrede keramikken fremstilt ved pressemetoden først og reduseres deretter. Når mengden karbonrøyk er 2,5 ganger den opprinnelige mengden, er trepunktsbøyestyrken og bulktettheten til den grønne barren etter reaksjonssintring svært høy, som er henholdsvis 227,5 mpa og 3,093 g/cm3.
(3) Når det sintres et legeme med for mye karbon, vil det oppstå sprekker og svarte «sandwich»-områder i legemet. Årsaken til sprekkene er at silisiumoksidgassen som genereres under reaksjonssintringen ikke lett slippes ut, den akkumuleres gradvis, trykket stiger, og dens jekkeeffekt fører til sprekker i barren. I det svarte «sandwich»-området inne i sinteren er det en stor mengde karbon som ikke er involvert i reaksjonen.
Publisert: 10. juli 2023