Her sinterlenmiş numune kırığının karbon içeriği farklıdır; bu aralıktaki karbon içeriği ağırlıkça %A-2,5 olup, neredeyse hiç gözenekleri olmayan, düzgün şekilde dağıtılmış silisyum karbür parçacıkları ve serbest silisyumdan oluşan yoğun bir malzeme oluşturur. Karbon ilavesinin artmasıyla birlikte reaksiyon sinterlenmiş silisyum karbür içeriği giderek artar, silisyum karbürün parçacık boyutu artar ve silisyum karbür birbirine iskelet şeklinde bağlanır. Ancak aşırı karbon içeriği, sinterlenmiş gövdede kolaylıkla karbon kalıntısına yol açabilir. Karbon siyahı 3a'ya daha da artırıldığında numunenin sinterlenmesi tamamlanmaz ve içeride siyah "ara katmanlar" belirir.
Karbon erimiş silikonla reaksiyona girdiğinde hacim genleşme oranı %234'tür, bu da reaksiyonla sinterlenmiş silisyum karbürün mikro yapısını kütükteki karbon içeriğiyle yakından ilişkili kılar. Kütükteki karbon içeriği küçük olduğunda, silikon-karbon reaksiyonuyla üretilen silisyum karbür, karbon tozu etrafındaki gözenekleri doldurmaya yeterli olmaz ve bu da numunede büyük miktarda serbest silikon oluşmasına neden olur. Kütükteki karbon içeriğinin artmasıyla reaksiyonla sinterlenmiş silisyum karbür, karbon tozu etrafındaki gözenekleri tamamen doldurabilir ve orijinal silisyum karbürü birbirine bağlayabilir. Bu sırada numunedeki serbest silikon içeriği azalır ve sinterlenmiş gövdenin yoğunluğu artar. Ancak kütük içinde daha fazla karbon olduğunda, karbon ve silikon arasındaki reaksiyonla üretilen ikincil silikon karbür toneri hızla çevreler, erimiş silikonun tonerle temas etmesini zorlaştırır ve sinterlenmiş gövdede karbon kalıntısı oluşmasına neden olur.
XRD sonuçlarına göre reaksiyon sinterlenmiş sic'in faz bileşimi α-SiC, β-SiC ve serbest silikondur.
Yüksek sıcaklıkta reaksiyon sinterleme sürecinde, karbon atomları, erimiş silikon α-ikincil oluşumu ile SiC yüzeyindeki β-SiC üzerindeki başlangıç durumuna göç eder. Silikon-karbon reaksiyonu, büyük miktarda reaksiyon ısısına sahip tipik bir ekzotermik reaksiyon olduğundan, kısa bir kendiliğinden yüksek sıcaklık reaksiyonundan sonra hızlı soğutma, sıvı silikonda çözünmüş karbonun doygunluğunu arttırır, böylece β-SiC parçacıkları silikonda çökelir. Karbonun formu, böylece malzemenin mekanik özelliklerini geliştirir. Bu nedenle, ikincil β-SiC tane incelmesi, bükülme mukavemetinin iyileştirilmesinde faydalıdır. Si-SiC kompozit sisteminde hammaddedeki karbon içeriğinin artmasıyla birlikte malzemedeki serbest silikon içeriği azalır.
Çözüm:
(1) Hazırlanan reaktif sinterleme bulamacının viskozitesi, karbon siyahı miktarının artmasıyla artar; PH değeri alkalidir ve giderek artar.
(2) Bünyedeki karbon içeriğinin artmasıyla birlikte presleme yöntemiyle hazırlanan reaksiyon sinterlenmiş seramiklerin yoğunluğu ve eğilme mukavemeti önce artmış, sonra azalmıştır. Karbon siyahı miktarı başlangıç miktarının 2,5 katı olduğunda, reaksiyon sinterlemesinden sonra yeşil kütüğün üç noktalı bükülme mukavemeti ve yığın yoğunluğu çok yüksektir; bunlar sırasıyla 227,5mpa ve 3,093g/cm3'tür.
(3) Çok fazla karbon içeren gövde sinterlendiğinde gövde gövdesinde çatlaklar ve siyah “sandviç” alanlar oluşacaktır. Çatlamanın nedeni, reaksiyon sinterleme işlemi sırasında oluşan silikon oksit gazının boşaltılmasının kolay olmaması, yavaş yavaş birikmesi, basıncın artması ve kriko etkisinin kütüğün çatlamasına yol açmasıdır. Sinterin içindeki siyah "sandviç" alanda reaksiyona girmeyen büyük miktarda karbon bulunur.
Gönderim zamanı: Temmuz-10-2023