Het koolstofgehalte van elke breuk van het gesinterde monster is verschillend, met een koolstofgehalte van A-2,5 gew.% in dit bereik, waardoor een dicht materiaal ontstaat met vrijwel geen poriën, dat is samengesteld uit gelijkmatig verdeelde siliciumcarbidedeeltjes en vrij silicium. Met de toename van de toevoeging van koolstof neemt het gehalte aan reactie-gesinterd siliciumcarbide geleidelijk toe, neemt de deeltjesgrootte van siliciumcarbide toe en wordt siliciumcarbide in skeletvorm met elkaar verbonden. Een overmatig koolstofgehalte kan echter gemakkelijk leiden tot achtergebleven koolstof in het gesinterde lichaam. Wanneer het roet verder wordt verhoogd tot 3a, is het sinteren van het monster onvolledig en verschijnen er binnenin zwarte “tussenlagen”.
Wanneer koolstof reageert met gesmolten silicium, bedraagt de volume-expansiesnelheid 234%, waardoor de microstructuur van reactiegesinterd siliciumcarbide nauw verwant is aan het koolstofgehalte in de knuppel. Wanneer het koolstofgehalte in de knuppel klein is, is het siliciumcarbide dat wordt gegenereerd door de silicium-koolstofreactie niet voldoende om de poriën rond het koolstofpoeder te vullen, wat resulteert in een grote hoeveelheid vrij silicium in het monster. Met de toename van het koolstofgehalte in de knuppel kan door reactie gesinterd siliciumcarbide de poriën rond het koolstofpoeder volledig vullen en het originele siliciumcarbide met elkaar verbinden. Op dit moment neemt het gehalte aan vrij silicium in het monster af en neemt de dichtheid van het gesinterde lichaam toe. Wanneer er echter meer koolstof in de knuppel zit, omringt het secundaire siliciumcarbide dat wordt gegenereerd door de reactie tussen koolstof en silicium snel de toner, waardoor het moeilijk wordt voor het gesmolten silicium om in contact te komen met de toner, wat resulteert in resterende koolstof in het gesinterde lichaam.
Volgens de XRD-resultaten is de fasesamenstelling van reactie-gesinterd sic α-SiC, β-SiC en vrij silicium.
Tijdens het reactiesinteren bij hoge temperatuur migreren koolstofatomen naar de initiële toestand op het SiC-oppervlak β-SiC door α-secundaire vorming van gesmolten silicium. Omdat de silicium-koolstofreactie een typische exotherme reactie is met een grote hoeveelheid reactiewarmte, verhoogt snelle afkoeling na een korte periode van spontane reactie bij hoge temperatuur de susaturatie van koolstof opgelost in vloeibaar silicium, zodat de β-SiC-deeltjes neerslaan in de vorm van koolstof, waardoor de mechanische eigenschappen van het materiaal worden verbeterd. Daarom is secundaire β-SiC-korrelverfijning gunstig voor de verbetering van de buigsterkte. In het Si-SiC-composietsysteem neemt het gehalte aan vrij silicium in het materiaal af naarmate het koolstofgehalte in de grondstof toeneemt.
Conclusie:
(1) De viscositeit van de bereide reactieve sinterslurry neemt toe met de toename van de hoeveelheid roet; De pH-waarde is alkalisch en neemt geleidelijk toe.
(2) Met de toename van het koolstofgehalte in het lichaam namen de dichtheid en de buigsterkte van het reactiegesinterde keramiek, bereid door middel van de persmethode, eerst toe en vervolgens af. Wanneer de hoeveelheid roet 2,5 maal zo groot is als de aanvankelijke hoeveelheid, zijn de driepuntsbuigsterkte en de stortdichtheid van de groene knuppel na reactiesinteren zeer hoog, respectievelijk 227,5 mpa en 3,093 g/cm3.
(3) Wanneer het lichaam met te veel koolstof wordt gesinterd, zullen er scheuren en zwarte “sandwich”-gebieden in het lichaam van het lichaam verschijnen. De reden voor het kraken is dat het siliciumoxidegas dat wordt gegenereerd tijdens het reactiesinteren niet gemakkelijk kan worden afgevoerd, zich geleidelijk ophoopt, de druk stijgt en het vijzeleffect ervan leidt tot het kraken van de knuppel. In het zwarte “sandwich”-gebied in de sinter bevindt zich een grote hoeveelheid koolstof die niet bij de reactie betrokken is.
Posttijd: 10 juli 2023