Миқдори карбони ҳар як шикастани намунаи синтершуда гуногун аст ва миқдори карбони он дар ин диапазон A-2.5 awt.% аст, ки маводи зичро бе қариб бе сӯрохиҳо ташкил медиҳад, ки аз зарраҳои яксон тақсимшудаи карбиди кремний ва кремнийи озод иборат аст. Бо афзоиши иловаи карбон, миқдори карбиди кремнийи синтершуда дар реаксия тадриҷан меафзояд, андозаи зарраҳои карбиди кремний меафзояд ва карбиди кремний бо ҳамдигар дар шакли скелет пайваст мешавад. Аммо, миқдори аз ҳад зиёди карбон метавонад ба осонӣ ба карбони боқимонда дар бадани синтершуда оварда расонад. Вақте ки сиёҳи карбон то 3a афзоиш меёбад, синтершавии намуна нопурра аст ва дар дохили он "қабатҳои байниқабат"-и сиёҳ пайдо мешаванд.
Вақте ки карбон бо кремнийи гудохта реаксия мекунад, суръати васеъшавии ҳаҷми он 234% аст, ки сохтори микросохтори карбиди кремнийи реаксияшударо бо миқдори карбон дар порча зич алоқаманд мекунад. Вақте ки миқдори карбон дар порча кам аст, карбиди кремний, ки дар натиҷаи реаксияи кремний-карбон ба вуҷуд меояд, барои пур кардани сӯрохиҳои атрофи хокаи карбон кофӣ нест, ки дар натиҷа миқдори зиёди кремнийи озод дар намуна ба вуҷуд меояд. Бо афзоиши миқдори карбон дар порча, карбиди кремнийи реаксияшуда метавонад сӯрохиҳои атрофи хокаи карбонро пурра пур кунад ва карбиди кремнийи аслиро ба ҳам пайваст кунад. Дар ин вақт, миқдори кремнийи озод дар намуна кам мешавад ва зичии ҷисми гудохташуда меафзояд. Аммо, вақте ки дар порча карбон бештар аст, карбиди дуюмдараҷаи кремний, ки дар натиҷаи реаксияи байни карбон ва кремний ба вуҷуд меояд, зуд тонерро иҳота мекунад ва тамос бо кремнийи гудохтаро бо тонер душвор мегардонад, ки дар натиҷа карбони боқимонда дар ҷисми гудохташуда ба вуҷуд меояд.
Мувофиқи натиҷаҳои рентгенограмма (XRD), таркиби фазаи sic-и бо реаксия пухташуда α-SiC, β-SiC ва кремнийи озод мебошад.
Дар раванди пухтани реаксияи ҳарорати баланд, атомҳои карбон ба ҳолати ибтидоии сатҳи SiC β-SiC тавассути ташаккули дуюмдараҷаи α-силикони гудохташуда интиқол меёбанд. Азбаски реаксияи кремний-карбон як реаксияи маъмулии экзотермикӣ бо миқдори зиёди гармии реаксия аст, хунукшавии босуръат пас аз муддати кӯтоҳи реаксияи худсаронаи ҳарорати баланд сершавии карбони дар кремнийи моеъ ҳалшударо зиёд мекунад, ки дар натиҷа зарраҳои β-SiC дар шакли карбон таҳшин мешаванд ва бо ин васила хосиятҳои механикии маводро беҳтар мекунанд. Аз ин рӯ, такмили дуюмдараҷаи донаҳои β-SiC барои беҳтар кардани қуввати хамшавӣ муфид аст. Дар системаи композитии Si-SiC, миқдори кремнийи озод дар мавод бо афзоиши миқдори карбон дар ашёи хом кам мешавад.
Хулоса:
(1) Часпакии маҳлули реактивии пухташуда бо афзоиши миқдори сиёҳи карбон меафзояд; арзиши рН ишқорӣ буда, тадриҷан меафзояд.
(2) Бо афзоиши миқдори карбон дар бадан, зичӣ ва қувваи хамшавии сафолҳои реаксияшуда, ки бо усули пресскунӣ омода карда шудаанд, аввал афзоиш ва сипас коҳиш ёфтанд. Вақте ки миқдори сиёҳи карбон 2,5 маротиба аз миқдори аввала зиёд аст, қувваи сенуқтаии хамшавӣ ва зичии ҳаҷмии порчаи сабз пас аз пухтани реаксия хеле баланд аст, ки мутаносибан 227,5 мпа ва 3,093 г/см3 мебошанд.
(3) Вақте ки бадан бо карбони аз ҳад зиёд пухта мешавад, дар бадани бадан тарқишҳо ва минтақаҳои сиёҳи "сэндвич" пайдо мешаванд. Сабаби кафидан дар он аст, ки гази оксиди кремний, ки дар раванди пухтани реаксия ба вуҷуд меояд, ба осонӣ хориҷ намешавад, тадриҷан ҷамъ мешавад, фишор баланд мешавад ва таъсири ҷеккунии он боиси кафидани порча мегардад. Дар минтақаи сиёҳи "сэндвич" дар дохили пухта миқдори зиёди карбон мавҷуд аст, ки дар реаксия иштирок намекунад.
Вақти нашр: 10 июли соли 2023