Hər bir sinterlənmiş nümunənin sınıqlarının karbon tərkibi fərqlidir, bu diapazonda karbonun miqdarı A-2,5 awt.% olmaqla bərabər paylanmış silisium karbid hissəciklərindən və sərbəst silisiumdan ibarət olan, demək olar ki, heç bir məsamələri olmayan sıx material əmələ gətirir. Karbon əlavəsinin artması ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbidinin tərkibi tədricən artır, silisium karbidinin hissəcik ölçüsü artır və silisium karbid bir-biri ilə skelet şəklində bağlanır. Bununla belə, həddindən artıq karbon tərkibi asanlıqla sinterlənmiş bədəndə qalıq karbona səbəb ola bilər. Karbon qarası daha da 3a-a qədər artırıldıqda, nümunənin sinterlənməsi natamam olur və içəridə qara “aralıq təbəqələr” görünür.
Karbon ərimiş silisiumla reaksiya verdikdə, onun həcminin genişlənmə sürəti 234% təşkil edir ki, bu da reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbidinin mikrostrukturunu kütükdəki karbon tərkibi ilə yaxından əlaqələndirir. Kütlədəki karbon miqdarı az olduqda, silisium-karbon reaksiyası nəticəsində yaranan silisium karbid karbon tozunun ətrafındakı məsamələri doldurmaq üçün kifayət etmir və nəticədə nümunədə çox miqdarda sərbəst silisium yaranır. Kütükdə karbon tərkibinin artması ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid karbon tozunun ətrafındakı məsamələri tam doldura və orijinal silisium karbidi birləşdirə bilər. Bu zaman nümunədə sərbəst silisiumun miqdarı azalır və sinterlənmiş cismin sıxlığı artır. Bununla belə, kütükdə daha çox karbon olduqda, karbon və silisium arasındakı reaksiya nəticəsində yaranan ikinci dərəcəli silisium karbid toneri sürətlə əhatə edir və ərinmiş silisiumun tonerlə təmasda olmasını çətinləşdirir və nəticədə sinterlənmiş gövdədə karbon qalıqları yaranır.
XRD nəticələrinə görə, reaksiya ilə sinterlənmiş sic-in faza tərkibi α-SiC, β-SiC və sərbəst silisiumdur.
Yüksək temperatur reaksiyasının sinterlənməsi prosesində karbon atomları ərimiş silisium α-ikincili əmələ gəlməsi ilə SiC səthində β-SiC-də ilkin vəziyyətə keçir. Silikon-karbon reaksiyası böyük miqdarda reaksiya istiliyinə malik tipik ekzotermik reaksiya olduğundan, qısa müddətdə spontan yüksək temperatur reaksiyasından sonra sürətli soyutma maye silisiumda həll olunan karbonun suturasiyasını artırır, beləliklə, β-SiC hissəcikləri çöküntüdə çökür. karbon forması, bununla da materialın mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır. Buna görə də, ikincil β-SiC taxıl zərifliyi əyilmə gücünün yaxşılaşdırılması üçün faydalıdır. Si-SiC kompozit sistemində xammalda karbon tərkibinin artması ilə materialda sərbəst silisiumun miqdarı azalır.
Nəticə:
(1) Hazırlanmış reaktiv sinterləmə məhlulunun özlülüyü karbon qarasının miqdarının artması ilə artır; pH dəyəri qələvidir və tədricən artır.
(2) Bədəndəki karbon miqdarının artması ilə pres üsulu ilə hazırlanan reaksiya ilə sinterlənmiş keramikaların sıxlığı və əyilmə gücü əvvəlcə artdı, sonra azaldı. Karbon qarasının miqdarı ilkin məbləğdən 2,5 dəfə çox olduqda, reaksiya sinterlənməsindən sonra yaşıl kütükün üç nöqtəli əyilmə gücü və toplu sıxlığı çox yüksəkdir, müvafiq olaraq 227,5mpa və 3,093 q/sm3 təşkil edir.
(3) Həddindən artıq karbonlu bədən sinterləndikdə, bədənin bədənində çatlar və qara "sendviç" sahələri görünəcəkdir. Çatlamanın səbəbi odur ki, reaksiya sinterləmə prosesində əmələ gələn silikon oksid qazı asanlıqla boşaldılır, tədricən yığılır, təzyiq yüksəlir və onun dokratlama effekti çubuqun çatlamasına gətirib çıxarır. Sinterin içərisindəki qara “sendviç” sahəsində reaksiyada iştirak etməyən çoxlu miqdarda karbon var.
Göndərmə vaxtı: 10 iyul 2023-cü il