Садржај угљеника у сваком синтерованом узорку је различит, са садржајем угљеника од А-2,5 теж.% у овом опсегу, формирајући густи материјал готово без пора, који се састоји од равномерно распоређених честица силицијум карбида и слободног силицијума. Са повећањем додатка угљеника, садржај реакционо синтерованог силицијум карбида постепено се повећава, величина честица силицијум карбида се повећава, а силицијум карбид је повезан један са другим у облику скелета. Међутим, прекомерни садржај угљеника може лако довести до резидуалног угљеника у синтерованом телу. Када се угљенична чађ додатно повећа на 3а, синтеровање узорка је непотпуно, а унутра се појављују црни „међуслојеви“.
Када угљеник реагује са растопљеним силицијумом, његова брзина ширења запремине је 234%, што чини микроструктуру реакционо синтерованог силицијум карбида уско повезаном са садржајем угљеника у обраду. Када је садржај угљеника у обраду мали, силицијум карбид генерисан реакцијом силицијум-угљеник није довољан да попуни поре око угљеничног праха, што резултира великом количином слободног силицијума у узорку. Са повећањем садржаја угљеника у обраду, реакционо синтеровани силицијум карбид може у потпуности попунити поре око угљеничног праха и повезати оригинални силицијум карбид заједно. У овом тренутку, садржај слободног силицијума у узорку се смањује, а густина синтерованог тела се повећава. Међутим, када у обраду има више угљеника, секундарни силицијум карбид генерисан реакцијом између угљеника и силицијума брзо окружује тонер, што отежава растопљеном силицијуму да дође у контакт са тонером, што резултира резидуалним угљеником у синтерованом телу.
Према резултатима XRD, фазни састав реакционо синтерованог SIC-а је α-SiC, β-SiC и слободни силицијум.
У процесу синтеровања на високим температурама, атоми угљеника мигрирају у почетно стање на површини SiC, β-SiC, путем α-секундарног формирања растопљеног силицијума. Пошто је реакција силицијум-угљеник типична егзотермна реакција са великом количином реакционе топлоте, брзо хлађење након кратког периода спонтане реакције на високим температурама повећава засићење угљеника раствореног у течном силицијуму, тако да се честице β-SiC таложе у облику угљеника, чиме се побољшавају механичка својства материјала. Стога је секундарно рафинирање зрна β-SiC корисно за побољшање чврстоће на савијање. У композитном систему Si-SiC, садржај слободног силицијума у материјалу се смањује са повећањем садржаја угљеника у сировини.
Закључак:
(1) Вискозитет припремљене реактивне суспензије за синтеровање повећава се са повећањем количине чађи; pH вредност је алкална и постепено се повећава.
(2) Са повећањем садржаја угљеника у телу, густина и чврстоћа на савијање реакционо синтероване керамике припремљене методом пресовања прво су се повећавале, а затим смањивале. Када је количина чађи 2,5 пута већа од почетне количине, чврстоћа на савијање у три тачке и густина запремине зеленог гредца након реакционог синтеровања су веома високе, и износе 227,5 mpa и 3,093 g/cm3, респективно.
(3) Када се тело са превише угљеника синтерује, у њему ће се појавити пукотине и црне „сендвич“ области. Разлог за пуцање је тај што се гас силицијум оксида који се ствара у процесу реакционог синтеровања не испушта лако, постепено се акумулира, притисак расте, а његов ефекат подизања доводи до пуцања обрадка. У црној „сендвич“ области унутар синтеровања налази се велика количина угљеника која није укључена у реакцију.
Време објаве: 10. јул 2023.