El contenido de carbono de cada fractura de muestra sinterizada es diferente, con un contenido de carbono de A-2,5% en peso en este rango, formando un material denso casi sin poros, que está compuesto de partículas de carburo de silicio distribuidas uniformemente y silicio libre. Con el aumento de la adición de carbono, el contenido de carburo de silicio sinterizado por reacción aumenta gradualmente, el tamaño de partícula del carburo de silicio aumenta y los carburos de silicio se conectan entre sí en forma de esqueleto. Sin embargo, un contenido excesivo de carbono puede provocar fácilmente que quede carbón residual en el cuerpo sinterizado. Cuando el negro de carbón se aumenta aún más a 3a, la sinterización de la muestra es incompleta y aparecen "capas intermedias" negras en el interior.
Cuando el carbono reacciona con el silicio fundido, su tasa de expansión de volumen es del 234%, lo que hace que la microestructura del carburo de silicio sinterizado por reacción esté estrechamente relacionada con el contenido de carbono en el tocho. Cuando el contenido de carbono en el tocho es pequeño, el carburo de silicio generado por la reacción silicio-carbono no es suficiente para llenar los poros alrededor del polvo de carbono, lo que da como resultado una gran cantidad de silicio libre en la muestra. Con el aumento del contenido de carbono en el tocho, el carburo de silicio sinterizado por reacción puede llenar completamente los poros alrededor del polvo de carbono y conectar el carburo de silicio original. En este momento, el contenido de silicio libre en la muestra disminuye y la densidad del cuerpo sinterizado aumenta. Sin embargo, cuando hay más carbono en el tocho, el carburo de silicio secundario generado por la reacción entre el carbono y el silicio rodea rápidamente el tóner, lo que dificulta que el silicio fundido entre en contacto con el tóner, lo que da como resultado carbono residual en el cuerpo sinterizado.
Según los resultados de XRD, la composición de fases del sic sinterizado por reacción es α-SiC, β-SiC y silicio libre.
En el proceso de sinterización por reacción a alta temperatura, los átomos de carbono migran al estado inicial en la superficie de SiC β-SiC mediante la formación secundaria α de silicio fundido. Dado que la reacción silicio-carbono es una reacción exotérmica típica con una gran cantidad de calor de reacción, el enfriamiento rápido después de un corto período de reacción espontánea a alta temperatura aumenta la susaturación del carbono disuelto en silicio líquido, de modo que las partículas de β-SiC precipitaron en el forma de carbono, mejorando así las propiedades mecánicas del material. Por lo tanto, el refinamiento secundario del grano de β-SiC es beneficioso para mejorar la resistencia a la flexión. En el sistema compuesto Si-SiC, el contenido de silicio libre en el material disminuye con el aumento del contenido de carbono en la materia prima.
Conclusión:
(1) La viscosidad de la suspensión de sinterización reactiva preparada aumenta con el aumento de la cantidad de negro de humo; El valor del pH es alcalino y aumenta gradualmente.
(2) Con el aumento del contenido de carbono en el cuerpo, la densidad y la resistencia a la flexión de las cerámicas sinterizadas por reacción preparadas mediante el método de prensado primero aumentaron y luego disminuyeron. Cuando la cantidad de negro de humo es 2,5 veces la cantidad inicial, la resistencia a la flexión en tres puntos y la densidad aparente del tocho en bruto después de la sinterización por reacción son muy altas, que son 227,5 mpa y 3,093 g/cm3, respectivamente.
(3) Cuando se sinteriza el cuerpo con demasiado carbono, aparecerán grietas y áreas negras en forma de "sándwich" en el cuerpo del cuerpo. La razón del craqueo es que el gas de óxido de silicio generado en el proceso de sinterización por reacción no es fácil de descargar, se acumula gradualmente, la presión aumenta y su efecto de elevación conduce al craqueo del tocho. En la zona negra del “sándwich” del interior del sinterizado hay una gran cantidad de carbono que no interviene en la reacción.
Hora de publicación: 10-jul-2023