Hàm lượng cacbon của mỗi mẫu nung kết khi bị gãy là khác nhau, với hàm lượng cacbon trong khoảng A-2,5% trọng lượng, tạo thành vật liệu đặc chắc hầu như không có lỗ rỗng, bao gồm các hạt cacbua silic phân bố đồng đều và silic tự do. Khi tăng lượng cacbon bổ sung, hàm lượng cacbua silic nung kết phản ứng tăng dần, kích thước hạt cacbua silic tăng lên, và các cacbua silic liên kết với nhau tạo thành cấu trúc dạng khung xương. Tuy nhiên, hàm lượng cacbon quá cao dễ dẫn đến cacbon dư trong vật liệu nung kết. Khi lượng cacbon đen tiếp tục tăng lên đến 3a, quá trình nung kết mẫu không hoàn toàn, và xuất hiện các “lớp xen kẽ” màu đen bên trong.
Khi cacbon phản ứng với silic nóng chảy, tỷ lệ giãn nở thể tích của nó là 234%, điều này làm cho cấu trúc vi mô của cacbua silic được thiêu kết bằng phản ứng có liên quan chặt chẽ đến hàm lượng cacbon trong phôi. Khi hàm lượng cacbon trong phôi nhỏ, cacbua silic được tạo ra từ phản ứng silic-cacbon không đủ để lấp đầy các lỗ rỗng xung quanh bột cacbon, dẫn đến một lượng lớn silic tự do trong mẫu. Khi hàm lượng cacbon trong phôi tăng lên, cacbua silic được thiêu kết bằng phản ứng có thể lấp đầy hoàn toàn các lỗ rỗng xung quanh bột cacbon và liên kết các cacbua silic ban đầu lại với nhau. Lúc này, hàm lượng silic tự do trong mẫu giảm và mật độ của vật liệu thiêu kết tăng lên. Tuy nhiên, khi có nhiều cacbon hơn trong phôi, cacbua silic thứ cấp được tạo ra từ phản ứng giữa cacbon và silic nhanh chóng bao quanh mực in, khiến silic nóng chảy khó tiếp xúc với mực in, dẫn đến cacbon dư trong vật liệu thiêu kết.
Theo kết quả XRD, thành phần pha của SiC thiêu kết phản ứng là α-SiC, β-SiC và silic tự do.
Trong quá trình thiêu kết phản ứng ở nhiệt độ cao, các nguyên tử cacbon di chuyển đến trạng thái ban đầu trên bề mặt SiC là β-SiC thông qua sự hình thành thứ cấp α-SiC từ silic nóng chảy. Vì phản ứng silic-cacbon là một phản ứng tỏa nhiệt điển hình với lượng nhiệt phản ứng lớn, việc làm nguội nhanh sau một thời gian ngắn phản ứng tự phát ở nhiệt độ cao làm tăng độ bão hòa của cacbon hòa tan trong silic lỏng, do đó các hạt β-SiC kết tủa dưới dạng cacbon, từ đó cải thiện các tính chất cơ học của vật liệu. Vì vậy, sự tinh luyện hạt β-SiC thứ cấp có lợi cho việc cải thiện độ bền uốn. Trong hệ composite Si-SiC, hàm lượng silic tự do trong vật liệu giảm khi hàm lượng cacbon trong nguyên liệu thô tăng lên.
Phần kết luận:
(1) Độ nhớt của hỗn hợp thiêu kết phản ứng được chuẩn bị tăng lên khi lượng muội than tăng lên; Giá trị pH có tính kiềm và tăng dần.
(2) Khi hàm lượng cacbon trong vật liệu tăng lên, mật độ và độ bền uốn của gốm nung phản ứng được chế tạo bằng phương pháp ép trước tiên tăng lên rồi sau đó giảm xuống. Khi lượng cacbon đen gấp 2,5 lần lượng ban đầu, độ bền uốn ba điểm và mật độ khối của phôi thô sau khi nung phản ứng rất cao, lần lượt là 227,5 mpa và 3,093 g/cm3.
(3) Khi thân có quá nhiều cacbon được thiêu kết, các vết nứt và các vùng “kẹp” màu đen sẽ xuất hiện trong thân của thân. Nguyên nhân gây ra nứt là do khí oxit silic sinh ra trong quá trình thiêu kết phản ứng không dễ thoát ra, tích tụ dần dần, áp suất tăng lên và tác dụng nâng đỡ của nó dẫn đến nứt phôi. Trong vùng “kẹp” màu đen bên trong vật thiêu kết, có một lượng lớn cacbon không tham gia vào phản ứng.
Thời gian đăng bài: 10/07/2023