ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಬನ್ ಅಂಶದ ಪರಿಣಾಮ

ಪ್ರತಿ ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಮಾದರಿಯ ಮುರಿತದ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ, ಈ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿನ A-2.5 awt.% ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶದೊಂದಿಗೆ, ಯಾವುದೇ ರಂಧ್ರಗಳಿಲ್ಲದ ದಟ್ಟವಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಸೇರ್ಪಡೆಯ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ನ ವಿಷಯವು ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ನ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅತಿಯಾದ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಿಂಟರ್ಡ್ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಇಂಗಾಲಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಕಾರ್ಬನ್ ಕಪ್ಪುವನ್ನು 3a ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿದಾಗ, ಮಾದರಿಯ ಸಿಂಟರ್ ಅಪೂರ್ಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು "ಇಂಟರ್ಲೇಯರ್ಗಳು" ಒಳಗೆ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಕಾರ್ಬನ್ ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದಾಗ, ಅದರ ಪರಿಮಾಣ ವಿಸ್ತರಣೆ ದರವು 234% ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ಬಿಲ್ಲೆಟ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಂಗಾಲದ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ನಿಕಟವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಬಿಲ್ಲೆಟ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವು ಚಿಕ್ಕದಾದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿಯ ಸುತ್ತಲಿನ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ತುಂಬಲು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಇರುತ್ತದೆ. ಬಿಲ್ಲೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಂಗಾಲದ ಪುಡಿಯ ಸುತ್ತಲಿನ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತುಂಬುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೂಲ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಂಶವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಂಟರ್ಡ್ ದೇಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬಿಲ್ಲೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಇಂಗಾಲವು ಇದ್ದಾಗ, ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ನಡುವಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ದ್ವಿತೀಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ವೇಗವಾಗಿ ಟೋನರನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿಯುತ್ತದೆ, ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಟೋನರನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಿಂಟರ್ಡ್ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಉಳಿದ ಕಾರ್ಬನ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ.

XRD ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ sic ನ ಹಂತದ ಸಂಯೋಜನೆಯು α-SiC, β-SiC ಮತ್ತು ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಗಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು SiC ಮೇಲ್ಮೈ β-SiC ನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ α-ಸೆಕೆಂಡರಿ ರಚನೆಯಿಂದ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಶಾಖದೊಂದಿಗೆ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಎಕ್ಸೋಥರ್ಮಿಕ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅಲ್ಪಾವಧಿಯ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ನಂತರ ತ್ವರಿತ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ದ್ರವ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಇಂಗಾಲದ ಶುದ್ಧತ್ವವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ β-SiC ಕಣಗಳು ಇಂಗಾಲದ ರೂಪ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ವಸ್ತುವಿನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದ್ವಿತೀಯ β-SiC ಧಾನ್ಯ ಪರಿಷ್ಕರಣೆಯು ಬಾಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. Si-SiC ಸಂಯೋಜಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಅಂಶವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ತೀರ್ಮಾನ:

(1) ತಯಾರಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಸ್ಲರಿಯ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯು ಇಂಗಾಲದ ಕಪ್ಪು ಪ್ರಮಾಣದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ; pH ಮೌಲ್ಯವು ಕ್ಷಾರೀಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

(2) ದೇಹದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಒತ್ತುವ ವಿಧಾನದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಸಿಂಟರ್ಡ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಬಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯು ಮೊದಲು ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು ಮತ್ತು ನಂತರ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು. ಕಾರ್ಬನ್ ಕಪ್ಪು ಪ್ರಮಾಣವು ಆರಂಭಿಕ ಮೊತ್ತಕ್ಕಿಂತ 2.5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಮೂರು-ಪಾಯಿಂಟ್ ಬಾಗುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಹಸಿರು ಬಿಲೆಟ್ನ ಬೃಹತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ನಂತರ ಕ್ರಮವಾಗಿ 227.5mpa ಮತ್ತು 3.093g/cm3 ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

(3) ಹೆಚ್ಚು ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದೇಹವನ್ನು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದಾಗ, ದೇಹದ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಬಿರುಕುಗಳು ಮತ್ತು ಕಪ್ಪು "ಸ್ಯಾಂಡ್ವಿಚ್" ಪ್ರದೇಶಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಕ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್ಗೆ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವು ಹೊರಹಾಕಲು ಸುಲಭವಲ್ಲ, ಕ್ರಮೇಣ ಸಂಗ್ರಹಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಒತ್ತಡವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಜಾಕಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮವು ಬಿಲ್ಲೆಟ್ನ ಬಿರುಕುಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಂಟರ್ ಒಳಗೆ ಕಪ್ಪು "ಸ್ಯಾಂಡ್ವಿಚ್" ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸದ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಇಂಗಾಲವಿದೆ.