ნახშირბადის შემცველობა თითოეული აგლომერირებული ნიმუშის მოტეხილობაში განსხვავებულია, ნახშირბადის შემცველობა A-2.5 awt.% ამ დიაპაზონში, ქმნის მკვრივ მასალას თითქმის ფორების გარეშე, რომელიც შედგება თანაბრად განაწილებული სილიციუმის კარბიდის ნაწილაკებისგან და თავისუფალი სილიკონისგან. ნახშირბადის დამატების მატებასთან ერთად თანდათან იზრდება რეაქციაში შედუღებული სილიციუმის კარბიდის შემცველობა, იზრდება სილიციუმის კარბიდის ნაწილაკების ზომა, ხოლო სილიციუმის კარბიდი ერთმანეთთან ჩონჩხის ფორმით არის დაკავშირებული. თუმცა, ნახშირბადის გადაჭარბებულმა შემცველობამ შეიძლება ადვილად გამოიწვიოს ნარჩენი ნახშირბადი აგლომერირებულ სხეულში. როდესაც ნახშირბადის შავი ფერი კიდევ უფრო გაიზრდება 3a-მდე, ნიმუშის შედუღება არასრულია და შიგნით შავი „შუალედური ფენები“ ჩნდება.
როდესაც ნახშირბადი რეაგირებს გამდნარ სილიკონთან, მისი მოცულობითი გაფართოების სიჩქარეა 234%, რაც რეაქციაში აგლომერირებული სილიციუმის კარბიდის მიკროსტრუქტურას მჭიდროდ აკავშირებს ნახშირბადის შემცველობასთან. როდესაც ნახშირბადის შემცველობა ნახშირში მცირეა, სილიციუმ-ნახშირბადის რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი სილიციუმის კარბიდი საკმარისი არ არის ნახშირბადის ფხვნილის გარშემო ფორების შესავსებად, რის შედეგადაც ნიმუშში დიდი რაოდენობითაა თავისუფალი სილიციუმი. ბილეტში ნახშირბადის შემცველობის მატებასთან ერთად, რეაქციაში მომზადებულ სილიციუმის კარბიდს შეუძლია სრულად შეავსოს ფორები ნახშირბადის ფხვნილის გარშემო და დააკავშიროს ორიგინალური სილიციუმის კარბიდი. ამ დროს ნიმუშში მცირდება თავისუფალი სილიციუმის შემცველობა და იზრდება აგლომერირებული სხეულის სიმკვრივე. თუმცა, როდესაც ნახშირში მეტი ნახშირბადია, ნახშირბადსა და სილიკონს შორის რეაქციის შედეგად წარმოქმნილი მეორადი სილიციუმის კარბიდი სწრაფად გარს აკრავს ტონერს, რაც ართულებს გამდნარი სილიციუმის ტონერთან კონტაქტს, რის შედეგადაც ნარჩენი ნახშირბადი წარმოიქმნება აგლომერირებულ სხეულში.
XRD-ის შედეგების მიხედვით, რეაქციაში შედუღებული sic-ის ფაზური შემადგენლობა არის α-SiC, β-SiC და თავისუფალი სილიციუმი.
მაღალტემპერატურული რეაქციის აგლომერაციის პროცესში ნახშირბადის ატომები მიგრირებენ საწყის მდგომარეობაში SiC ზედაპირზე β-SiC გამდნარი სილიციუმის α-მეორადი წარმოქმნით. ვინაიდან სილიციუმ-ნახშირბადის რეაქცია ტიპიური ეგზოთერმული რეაქციაა დიდი რაოდენობით რეაქციის სითბოსთან, სწრაფი გაცივება სპონტანური მაღალი ტემპერატურის რეაქციის ხანმოკლე პერიოდის შემდეგ ზრდის თხევად სილიციუმში გახსნილი ნახშირბადის სატურაციას, ისე, რომ β-SiC ნაწილაკები დალექილია. ნახშირბადის ფორმა, რითაც აუმჯობესებს მასალის მექანიკურ თვისებებს. ამიტომ, β-SiC მარცვლის მეორადი დახვეწა სასარგებლოა მოსახვევის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად. Si-SiC კომპოზიტურ სისტემაში თავისუფალი სილიციუმის შემცველობა მასალაში მცირდება ნედლეულში ნახშირბადის შემცველობის მატებასთან ერთად.
დასკვნა:
(1) მომზადებული რეაქტიული აგლომერაციის შლამის სიბლანტე იზრდება ნახშირბადის რაოდენობის მატებასთან ერთად; pH მნიშვნელობა ტუტეა და თანდათან იზრდება.
(2) სხეულში ნახშირბადის შემცველობის მატებასთან ერთად, დაჭერის მეთოდით მომზადებული რეაქციით აგლომერირებული კერამიკის სიმკვრივე და მოღუნვის სიძლიერე ჯერ გაიზარდა და შემდეგ შემცირდა. როდესაც ნახშირბადის რაოდენობა საწყის რაოდენობაზე 2,5-ჯერ აღემატება, მწვანე ბილეტის მოღუნვის ძალა და სიმკვრივე რეაქციის შემდეგ ძალიან მაღალია, რაც შესაბამისად არის 227,5 მპა და 3,093 გ/სმ3.
(3) როდესაც სხეული ძალიან ბევრი ნახშირბადით არის აგლომერირებული, სხეულის სხეულში გამოჩნდება ბზარები და შავი "სენდვიჩის" ადგილები. ბზარის მიზეზი არის ის, რომ რეაქტიული აგლომერაციის პროცესში წარმოქმნილი სილიციუმის ოქსიდის გაზი ადვილი არ არის გამონადენი, თანდათან გროვდება, წნევა მატულობს და მისი დამაგრების ეფექტი იწვევს ბილეტის გახეთქვას. შავ "სენდვიჩის" ზონაში აგლომერაციის შიგნით არის დიდი რაოდენობით ნახშირბადი, რომელიც არ მონაწილეობს რეაქციაში.
გამოქვეყნების დრო: ივლის-10-2023