La teneur en carbone de chaque fracture d'échantillon fritté est différente, avec une teneur en carbone de A-2,5 % en poids dans cette plage, formant un matériau dense presque sans pores, composé de particules de carbure de silicium uniformément réparties et de silicium libre. Avec l'augmentation de l'ajout de carbone, la teneur en carbure de silicium fritté par réaction augmente progressivement, la taille des particules de carbure de silicium augmente et le carbure de silicium est relié les uns aux autres sous une forme squelettique. Cependant, une teneur excessive en carbone peut facilement conduire à la formation de carbone résiduel dans le corps fritté. Lorsque le noir de carbone est encore augmenté jusqu'à 3a, le frittage de l'échantillon est incomplet et des « couches intermédiaires » noires apparaissent à l'intérieur.
Lorsque le carbone réagit avec le silicium fondu, son taux d'expansion volumique est de 234 %, ce qui rend la microstructure du carbure de silicium fritté par réaction étroitement liée à la teneur en carbone de la billette. Lorsque la teneur en carbone de la billette est faible, le carbure de silicium généré par la réaction silicium-carbone n'est pas suffisant pour remplir les pores autour de la poudre de carbone, ce qui entraîne une grande quantité de silicium libre dans l'échantillon. Avec l'augmentation de la teneur en carbone dans la billette, le carbure de silicium fritté par réaction peut remplir complètement les pores autour de la poudre de carbone et relier le carbure de silicium d'origine entre eux. A ce moment, la teneur en silicium libre de l'échantillon diminue et la densité du corps fritté augmente. Cependant, lorsqu'il y a plus de carbone dans la billette, le carbure de silicium secondaire généré par la réaction entre le carbone et le silicium entoure rapidement le toner, ce qui rend difficile le contact du silicium fondu avec le toner, ce qui entraîne la formation de carbone résiduel dans le corps fritté.
Selon les résultats de la DRX, la composition des phases du sic fritté par réaction est l'α-SiC, le β-SiC et le silicium libre.
Au cours du processus de frittage par réaction à haute température, les atomes de carbone migrent vers l'état initial sur la surface du SiC β-SiC par formation secondaire α de silicium fondu. Étant donné que la réaction silicium-carbone est une réaction exothermique typique avec une grande quantité de chaleur de réaction, un refroidissement rapide après une courte période de réaction spontanée à haute température augmente la susaturation du carbone dissous dans le silicium liquide, de sorte que les particules β-SiC précipitées dans le silicium liquide. forme de carbone, améliorant ainsi les propriétés mécaniques du matériau. Par conséquent, le raffinement secondaire des grains de β-SiC est bénéfique pour l’amélioration de la résistance à la flexion. Dans le système composite Si-SiC, la teneur en silicium libre du matériau diminue avec l'augmentation de la teneur en carbone de la matière première.
Conclusion:
(1) La viscosité de la suspension de frittage réactive préparée augmente avec l'augmentation de la quantité de noir de carbone ; La valeur du pH est alcaline et augmente progressivement.
(2) Avec l'augmentation de la teneur en carbone dans le corps, la densité et la résistance à la flexion des céramiques frittées par réaction préparées par la méthode de pressage ont d'abord augmenté puis diminué. Lorsque la quantité de noir de carbone est 2,5 fois supérieure à la quantité initiale, la résistance à la flexion en trois points et la densité apparente de la billette verte après frittage par réaction sont très élevées, qui sont respectivement de 227,5 MPa et 3,093 g/cm3.
(3) Lorsque le corps avec trop de carbone est fritté, des fissures et des zones noires « sandwich » apparaîtront dans le corps du corps. La raison de la fissuration est que le gaz d'oxyde de silicium généré lors du processus de frittage par réaction n'est pas facile à évacuer, s'accumule progressivement, la pression augmente et son effet de vérin conduit à la fissuration de la billette. Dans la zone noire « sandwich » à l’intérieur du fritté se trouve une grande quantité de carbone qui n’est pas impliquée dans la réaction.
Heure de publication : 10 juillet 2023