Kolhalten i varje sintrad provfraktur är olika, med en kolhalt på A-2,5 viktprocent i detta intervall, vilket bildar ett tätt material med nästan inga porer, som består av jämnt fördelade kiselkarbidpartiklar och fritt kisel. Med ökande koltillsats ökar halten av reaktionssintrad kiselkarbid gradvis, partikelstorleken hos kiselkarbid ökar och kiselkarbiden binds samman i en skelettform. Emellertid kan för hög kolhalt lätt leda till kvarvarande kol i den sintrade kroppen. När kimröken ökas ytterligare till 3a blir sintringen av provet ofullständig och svarta "mellanlager" uppträder inuti.
När kol reagerar med smält kisel är dess volymutvidgningshastighet 234 %, vilket gör att mikrostrukturen hos reaktionssintrad kiselkarbid är nära besläktad med kolhalten i ämnet. När kolhalten i ämnet är liten räcker inte kiselkarbiden som genereras av kisel-kol-reaktionen för att fylla porerna runt kolpulvret, vilket resulterar i en stor mängd fritt kisel i provet. Med ökande kolhalt i ämnet kan reaktionssintrad kiselkarbid helt fylla porerna runt kolpulvret och sammanfoga den ursprungliga kiselkarbiden. Vid denna tidpunkt minskar innehållet av fritt kisel i provet och densiteten hos den sintrade kroppen ökar. Men när det finns mer kol i ämnet omger den sekundära kiselkarbiden som genereras av reaktionen mellan kol och kisel snabbt tonern, vilket gör det svårt för den smälta kiseln att komma i kontakt med tonern, vilket resulterar i kvarvarande kol i den sintrade kroppen.
Enligt XRD-resultaten är fassammansättningen hos reaktionssintrad siciliansk α-SiC, β-SiC och fritt kisel.
Vid högtemperatursintring migrerar kolatomer till sitt initiala tillstånd på SiC-ytan β-SiC genom α-sekundärbildning av smält kisel. Eftersom kisel-kol-reaktionen är en typisk exoterm reaktion med en stor mängd reaktionsvärme, ökar snabb kylning efter en kort period av spontan högtemperaturreaktion övermättnaden av kol löst i flytande kisel, så att β-SiC-partiklarna utfälls i form av kol, vilket förbättrar materialets mekaniska egenskaper. Därför är sekundär β-SiC-kornförfining fördelaktig för att förbättra böjhållfastheten. I Si-SiC-kompositsystemet minskar innehållet av fritt kisel i materialet med ökande kolhalt i råmaterialet.
Slutsats:
(1) Viskositeten hos den framställda reaktiva sintringsslamningen ökar med ökande mängd kimrök; pH-värdet är alkaliskt och ökar gradvis.
(2) Med ökande kolhalt i materialet ökar först densiteten och böjhållfastheten hos den reaktionssintrade keramiken som framställts med pressmetoden och minskar sedan. När mängden kimrök är 2,5 gånger den ursprungliga mängden är trepunktsböjhållfastheten och skrymdensiteten hos det gröna ämnet efter reaktionssintring mycket höga, vilka är 227,5 mpa respektive 3,093 g/cm3.
(3) När en kropp med för mycket kol sintras, kommer sprickor och svarta "sandwich"-områden att uppstå i kroppen. Orsaken till sprickbildningen är att kiseloxidgasen som genereras under reaktionssintringsprocessen inte lätt släpps ut, den ackumuleras gradvis, trycket stiger och dess stöteffekt leder till sprickbildning i ämnet. I det svarta "sandwich"-området inuti sintern finns en stor mängd kol som inte är involverat i reaktionen.
Publiceringstid: 10 juli 2023