Η περιεκτικότητα σε άνθρακα κάθε θραύσης του πυροσυσσωματωμένου δείγματος είναι διαφορετική, με περιεκτικότητα σε άνθρακα A-2,5 κατά βάρος σε αυτό το εύρος, σχηματίζοντας ένα πυκνό υλικό χωρίς σχεδόν πόρους, το οποίο αποτελείται από ομοιόμορφα κατανεμημένα σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου και ελεύθερο πυρίτιο. Με την αύξηση της προσθήκης άνθρακα, η περιεκτικότητα σε πυροσυσσωματωμένο καρβίδιο του πυριτίου αυξάνεται σταδιακά, το μέγεθος σωματιδίων του καρβιδίου του πυριτίου αυξάνεται και το καρβίδιο του πυριτίου συνδέεται μεταξύ τους σε σχήμα σκελετού. Ωστόσο, η υπερβολική περιεκτικότητα σε άνθρακα μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε υπολειμματικό άνθρακα στο συντηγμένο σώμα. Όταν η αιθάλη αυξάνεται περαιτέρω σε 3a, η πυροσυσσωμάτωση του δείγματος είναι ατελής και εμφανίζονται μαύρα «ενδιάμεσα στρώματα» στο εσωτερικό του.
Όταν ο άνθρακας αντιδρά με τηγμένο πυρίτιο, ο ρυθμός διαστολής όγκου του είναι 234%, γεγονός που καθιστά τη μικροδομή του πυροσυσσωματωμένου καρβιδίου του πυριτίου στενά συνδεδεμένη με την περιεκτικότητα σε άνθρακα στο μπιγιέτα. Όταν η περιεκτικότητα σε άνθρακα στο billet είναι μικρή, το καρβίδιο του πυριτίου που παράγεται από την αντίδραση πυριτίου-άνθρακα δεν επαρκεί για να γεμίσει τους πόρους γύρω από τη σκόνη άνθρακα, με αποτέλεσμα μια μεγάλη ποσότητα ελεύθερου πυριτίου στο δείγμα. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στο billet, το πυροσυσσωματωμένο καρβίδιο του πυριτίου μπορεί να γεμίσει πλήρως τους πόρους γύρω από τη σκόνη άνθρακα και να συνδέσει το αρχικό καρβίδιο του πυριτίου μεταξύ τους. Αυτή τη στιγμή, η περιεκτικότητα του δείγματος σε ελεύθερο πυρίτιο μειώνεται και η πυκνότητα του πυροσυσσωματωμένου σώματος αυξάνεται. Ωστόσο, όταν υπάρχει περισσότερος άνθρακας στο billet, το δευτερεύον καρβίδιο του πυριτίου που παράγεται από την αντίδραση μεταξύ άνθρακα και πυριτίου περιβάλλει γρήγορα τον γραφίτη, καθιστώντας δύσκολη την επαφή του λειωμένου πυριτίου με τον γραφίτη, με αποτέλεσμα υπολειμματικό άνθρακα στο πυροσυσσωματωμένο σώμα.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα XRD, η σύνθεση φάσης του πυροσυσσωματωμένου με αντίδραση sic είναι α-SiC, β-SiC και ελεύθερο πυρίτιο.
Στη διαδικασία της πυροσυσσωμάτωσης αντίδρασης σε υψηλή θερμοκρασία, τα άτομα άνθρακα μεταναστεύουν στην αρχική κατάσταση στην επιφάνεια του SiC β-SiC με τον δευτερογενή σχηματισμό α-λειωμένου πυριτίου. Δεδομένου ότι η αντίδραση πυριτίου-άνθρακα είναι μια τυπική εξώθερμη αντίδραση με μεγάλη ποσότητα θερμότητας αντίδρασης, η ταχεία ψύξη μετά από μια σύντομη περίοδο αυθόρμητης αντίδρασης σε υψηλή θερμοκρασία αυξάνει τον κορεσμό του άνθρακα διαλυμένου σε υγρό πυρίτιο, έτσι ώστε τα σωματίδια β-SiC που κατακρημνίζονται στο μορφή άνθρακα, βελτιώνοντας έτσι τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Επομένως, η δευτερογενής εξευγενισμός κόκκων β-SiC είναι ευεργετική για τη βελτίωση της αντοχής σε κάμψη. Στο σύνθετο σύστημα Si-SiC, η περιεκτικότητα σε ελεύθερο πυρίτιο στο υλικό μειώνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στην πρώτη ύλη.
Σύναψη:
(1) Το ιξώδες του παρασκευασμένου πολτού αντιδραστικής πυροσυσσωμάτωσης αυξάνεται με την αύξηση της ποσότητας αιθάλης. Η τιμή του pH είναι αλκαλική και σταδιακά αυξάνεται.
(2) Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στο σώμα, η πυκνότητα και η αντοχή σε κάμψη των πυροσυσσωματωμένων με αντίδραση κεραμικών που παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο συμπίεσης πρώτα αυξήθηκαν και στη συνέχεια μειώθηκαν. Όταν η ποσότητα αιθάλης είναι 2,5 φορές της αρχικής ποσότητας, η αντοχή σε κάμψη τριών σημείων και η χύδην πυκνότητα του πράσινου τεμαχίου μετά την πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης είναι πολύ υψηλές, που είναι 227,5 mpa και 3,093 g/cm3, αντίστοιχα.
(3) Όταν το σώμα με πάρα πολύ άνθρακα είναι πυροσυσσωματωμένο, θα εμφανιστούν ρωγμές και μαύρες περιοχές «σάντουιτς» στο σώμα του αμαξώματος. Ο λόγος για τη ρωγμή είναι ότι το αέριο οξείδιο του πυριτίου που παράγεται κατά τη διαδικασία της πυροσυσσωμάτωσης αντίδρασης δεν είναι εύκολο να εκκενωθεί, συσσωρεύεται σταδιακά, αυξάνεται η πίεση και η επίδραση του γρύλου οδηγεί στο ράγισμα του μπιγιέτα. Στη μαύρη περιοχή «σάντουιτς» μέσα στο πυροσυσσωμάτωση, υπάρχει μεγάλη ποσότητα άνθρακα που δεν εμπλέκεται στην αντίδραση.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-10-2023