Il contenuto di carbonio di ciascuna frattura del campione sinterizzato è diverso, con un contenuto di carbonio di A-2,5% in peso in questo intervallo, formando un materiale denso quasi privo di pori, composto da particelle di carburo di silicio uniformemente distribuite e silicio libero. Con l'aumento dell'aggiunta di carbonio, il contenuto di carburo di silicio sinterizzato per reazione aumenta gradualmente, la dimensione delle particelle di carburo di silicio aumenta e il carburo di silicio è collegato tra loro a forma di scheletro. Tuttavia, un contenuto eccessivo di carbonio può facilmente portare a residui di carbonio nel corpo sinterizzato. Quando il nerofumo viene ulteriormente aumentato a 3a, la sinterizzazione del campione è incompleta e all'interno compaiono "interstrati" neri.
Quando il carbonio reagisce con il silicio fuso, il suo tasso di espansione del volume è del 234%, il che rende la microstruttura del carburo di silicio sinterizzato per reazione strettamente correlata al contenuto di carbonio nella billetta. Quando il contenuto di carbonio nella billetta è piccolo, il carburo di silicio generato dalla reazione silicio-carbonio non è sufficiente a riempire i pori attorno alla polvere di carbonio, determinando una grande quantità di silicio libero nel campione. Con l'aumento del contenuto di carbonio nella billetta, il carburo di silicio sinterizzato per reazione può riempire completamente i pori attorno alla polvere di carbonio e collegare insieme il carburo di silicio originale. In questo momento, il contenuto di silicio libero nel campione diminuisce e la densità del corpo sinterizzato aumenta. Tuttavia, quando nella billetta è presente più carbonio, il carburo di silicio secondario generato dalla reazione tra carbonio e silicio circonda rapidamente il toner, rendendo difficile il contatto del silicio fuso con il toner, con conseguente carbonio residuo nel corpo sinterizzato.
Secondo i risultati XRD, la composizione della fase del sic sinterizzato per reazione è α-SiC, β-SiC e silicio libero.
Nel processo di sinterizzazione con reazione ad alta temperatura, gli atomi di carbonio migrano allo stato iniziale sulla superficie del SiC β-SiC mediante formazione α-secondaria di silicio fuso. Poiché la reazione silicio-carbonio è una tipica reazione esotermica con una grande quantità di calore di reazione, il raffreddamento rapido dopo un breve periodo di reazione spontanea ad alta temperatura aumenta la susaturazione del carbonio disciolto nel silicio liquido, in modo che le particelle β-SiC precipitano nel forma di carbonio, migliorando così le proprietà meccaniche del materiale. Pertanto, l’affinamento secondario del grano β-SiC è vantaggioso per il miglioramento della resistenza alla flessione. Nel sistema composito Si-SiC, il contenuto di silicio libero nel materiale diminuisce con l'aumento del contenuto di carbonio nella materia prima.
Conclusione:
(1) La viscosità dell'impasto liquido di sinterizzazione reattivo preparato aumenta con l'aumento della quantità di nerofumo; Il valore del pH è alcalino e aumenta gradualmente.
(2) Con l'aumento del contenuto di carbonio nel corpo, la densità e la resistenza alla flessione delle ceramiche sinterizzate per reazione preparate mediante il metodo di pressatura prima aumentavano e poi diminuivano. Quando la quantità di nerofumo è 2,5 volte la quantità iniziale, la resistenza alla flessione a tre punti e la densità apparente della billetta verde dopo la sinterizzazione di reazione sono molto elevate, pari rispettivamente a 227,5 mpa e 3,093 g/cm3.
(3) Quando il corpo con troppo carbonio viene sinterizzato, nel corpo del corpo appariranno crepe e aree nere a "sandwich". Il motivo della rottura è che il gas di ossido di silicio generato nel processo di sinterizzazione di reazione non è facile da scaricare, si accumula gradualmente, la pressione aumenta e il suo effetto di spinta porta alla rottura della billetta. Nella zona nera “sandwich” all’interno della sinterizzazione è presente una grande quantità di carbonio che non è coinvolto nella reazione.
Orario di pubblicazione: 10 luglio 2023