Съдържанието на въглерод във всяко счупване на синтерован образец е различно, със съдържание на въглерод от A-2,5 тегл.% в този диапазон, образувайки плътен материал без почти никакви пори, който се състои от равномерно разпределени частици силициев карбид и свободен силиций. С увеличаването на добавянето на въглерод, съдържанието на реакционно синтерован силициев карбид се увеличава постепенно, размерът на частиците на силициевия карбид се увеличава и силициевият карбид е свързан един с друг в скелетна форма. Въпреки това, прекомерното съдържание на въглерод може лесно да доведе до остатъчен въглерод в синтерованото тяло. Когато саждите се увеличат допълнително до 3а, синтероването на пробата е непълно и вътре се появяват черни „междинни слоеве“.
Когато въглеродът реагира с разтопен силиций, неговата скорост на обемно разширение е 234%, което прави микроструктурата на реакционно синтерования силициев карбид тясно свързана със съдържанието на въглерод в заготовката. Когато съдържанието на въглерод в заготовката е малко, силициевият карбид, генериран от реакцията силиций-въглерод, не е достатъчен, за да запълни порите около въглеродния прах, което води до голямо количество свободен силиций в пробата. С увеличаването на съдържанието на въглерод в заготовката, реакционно синтерованият силициев карбид може напълно да запълни порите около въглеродния прах и да свърже оригиналния силициев карбид заедно. По това време съдържанието на свободен силиций в пробата намалява и плътността на синтерованото тяло се увеличава. Въпреки това, когато има повече въглерод в заготовката, вторичният силициев карбид, генериран от реакцията между въглерод и силиций, бързо обгражда тонера, което затруднява контакта на стопения силиций с тонера, което води до остатъчен въглерод в синтерованото тяло.
Според резултатите от XRD, фазовият състав на реакционно синтерования sic е α-SiC, β-SiC и свободен силиций.
В процеса на високотемпературно реакционно синтероване, въглеродните атоми мигрират към първоначалното състояние на повърхността на SiC β-SiC чрез α-вторично образуване на разтопен силиций. Тъй като реакцията силиций-въглерод е типична екзотермична реакция с голямо количество реакционна топлина, бързото охлаждане след кратък период на спонтанна високотемпературна реакция увеличава насищането на въглерода, разтворен в течен силиций, така че β-SiC частиците се утаяват в форма на въглерод, като по този начин подобрява механичните свойства на материала. Следователно, вторичното рафиниране на зърната на β-SiC е от полза за подобряване на якостта на огъване. В композитната система Si-SiC съдържанието на свободен силиций в материала намалява с увеличаване на съдържанието на въглерод в суровината.
Заключение:
(1) Вискозитетът на приготвената суспензия за реактивно синтероване се увеличава с увеличаването на количеството сажди; Стойността на pH е алкална и постепенно се повишава.
(2) С увеличаването на съдържанието на въглерод в тялото, плътността и якостта на огъване на реакционно синтерованата керамика, приготвена чрез пресоване, първо се увеличават и след това намаляват. Когато количеството сажди е 2,5 пъти от първоначалното количество, якостта на три точки на огъване и обемната плътност на необработената заготовка след реакционно синтероване са много високи, които са съответно 227,5mpa и 3,093g/cm3.
(3) Когато тялото с твърде много въглерод е синтеровано, в тялото на тялото ще се появят пукнатини и черни "сандвич" области. Причината за напукването е, че газът силициев оксид, генериран в процеса на реакционно синтероване, не е лесен за изхвърляне, постепенно се натрупва, налягането се повишава и неговият ефект на повдигане води до напукване на заготовката. В черната "сандвич" зона вътре в агломерата има голямо количество въглерод, който не участва в реакцията.
Време на публикуване: 10 юли 2023 г