Утрыманне вугляроду ў кожным разломе спечанага ўзору рознае, з утрыманнем вугляроду A-2,5 мас.% у гэтым дыяпазоне, утвараючы шчыльны матэрыял амаль без пор, які складаецца з раўнамерна размеркаваных часціц карбіду крэмнію і вольнага крэмнію. З павелічэннем дадання вугляроду ўтрыманне карбіду крэмнію, спечанага ў выніку рэакцыі, паступова павялічваецца, памер часціц карбіду крэмнію павялічваецца, і карбід крэмнію злучаецца адзін з адным у форме шкілета. Аднак празмернае ўтрыманне вугляроду можа лёгка прывесці да рэшткавага вугляроду ў спечаным целе. Пры далейшым павышэнні сажы да 3а спяканне ўзору не завершана, і ўнутры з'яўляюцца чорныя «праслойкі».
Калі вуглярод уступае ў рэакцыю з расплаўленым крэмніем, хуткасць яго аб'ёмнага пашырэння складае 234%, што робіць мікраструктуру спечанага карбіду крэмнію цесна звязанай з утрыманнем вугляроду ў нарыхтоўцы. Калі ўтрыманне вугляроду ў нарыхтоўцы невялікае, карбіду крэмнію, які ўтвараецца ў выніку крэмній-вугляроднай рэакцыі, недастаткова, каб запоўніць пары вакол вугляроднага парашка, што прыводзіць да вялікай колькасці вольнага крэмнію ва ўзоры. З павелічэннем утрымання вугляроду ў нарыхтоўцы спечаны карбід крэмнію можа цалкам запоўніць поры вакол вугляроднага парашка і злучыць зыходны карбід крэмнію разам. У гэты час у пробе зніжаецца ўтрыманне вольнага крэмнію і павялічваецца шчыльнасць спечанага цела. Аднак, калі ў нарыхтоўцы больш вугляроду, другасны карбід крэмнію, які ўтвараецца ў выніку рэакцыі паміж вугляродам і крэмніем, хутка акружае тонар, ускладняючы кантакт расплаўленага крэмнію з тонерам, што прыводзіць да рэшткавага вугляроду ў спечаным целе.
Згодна з вынікамі XRD, фазавы склад рэакцыяна спечанага SIC: α-SiC, β-SiC і свабодны крэмній.
У працэсе высокатэмпературнага рэакцыйнага спякання атамы вугляроду мігруюць у зыходны стан на паверхні β-SiC з расплаўленага крэмнію α-другаснага стану. Паколькі крэмній-вугляродная рэакцыя з'яўляецца тыповай экзатэрмічнай рэакцыяй з вялікай колькасцю рэакцыйнага цяпла, хуткае астуджэнне пасля кароткага перыяду спантаннай высокатэмпературнай рэакцыі павялічвае перанасычэнне вугляроду, растворанага ў вадкім крэмніі, так што часціцы β-SiC выпадаюць у асадак у форме вугляроду, тым самым паляпшаючы механічныя ўласцівасці матэрыялу. Такім чынам, другаснае драбненне збожжа β-SiC спрыяе павышэнню трываласці на выгіб. У кампазітнай сістэме Si-SiC утрыманне вольнага крэмнія ў матэрыяле памяншаецца з павелічэннем утрымання вугляроду ў сыравіне.
Выснова:
(1) Глейкасць прыгатаванай суспензіі для рэакцыйнага спякання павялічваецца з павелічэннем колькасці сажы; Значэнне pH шчолачны і паступова павялічваецца.
(2) З павелічэннем утрымання вугляроду ў целе шчыльнасць і трываласць на выгіб керамікі, прыгатаванай метадам прэсавання, спачатку павялічвалася, а потым зніжалася. Калі колькасць сажы ў 2,5 разы перавышае пачатковую колькасць, трываласць на трохкропкавы выгіб і аб'ёмная шчыльнасць сырой нарыхтоўкі пасля рэакцыйнага спякання вельмі высокія і складаюць 227,5 МПа і 3,093 г/см3 адпаведна.
(3) Калі цела з занадта вялікай колькасцю вугляроду спякаецца, расколіны і чорныя "сэндвіч" вобласці з'явяцца ў целе цела. Прычына крэкінгу заключаецца ў тым, што газ аксід крэмнію, які ўтвараецца ў працэсе рэакцыйнага спякання, нялёгка выкідваецца, паступова назапашваецца, ціск павышаецца, і яго эфект дамкрата прыводзіць да парэпання загатоўкі. У чорнай «сэндвічавай» вобласці ўнутры агламерату знаходзіцца вялікая колькасць вугляроду, які не ўдзельнічае ў рэакцыі.
Час публікацыі: 10 ліпеня 2023 г