Hàm lượng carbon của mỗi vết nứt mẫu thiêu kết là khác nhau, với hàm lượng carbon A-2,5 awt.% trong phạm vi này, tạo thành một vật liệu dày đặc hầu như không có lỗ chân lông, bao gồm các hạt cacbua silic phân bố đồng đều và silicon tự do. Với sự gia tăng bổ sung carbon, hàm lượng cacbua silic phản ứng tăng dần, kích thước hạt của cacbua silic tăng lên và cacbua silic được kết nối với nhau theo hình dạng khung xương. Tuy nhiên, hàm lượng carbon quá cao có thể dễ dàng dẫn đến lượng carbon dư thừa trong thân thiêu kết. Khi độ đen cacbon tăng thêm lên 3a, quá trình thiêu kết của mẫu không hoàn toàn và các “lớp xen kẽ” màu đen xuất hiện bên trong.
Khi carbon phản ứng với silicon nóng chảy, tốc độ giãn nở thể tích của nó là 234%, điều này làm cho cấu trúc vi mô của cacbua silic thiêu kết phản ứng có liên quan chặt chẽ với hàm lượng carbon trong phôi thép. Khi hàm lượng carbon trong phôi nhỏ, cacbua silic được tạo ra bởi phản ứng silicon-carbon không đủ để lấp đầy các lỗ rỗng xung quanh bột carbon, dẫn đến một lượng lớn silicon tự do trong mẫu. Với sự gia tăng hàm lượng cacbon trong phôi thép, cacbua silic phản ứng thiêu kết có thể lấp đầy hoàn toàn các lỗ rỗng xung quanh bột cacbon và kết nối cacbua silic ban đầu với nhau. Lúc này, hàm lượng silicon tự do trong mẫu giảm đi và mật độ của vật liệu thiêu kết tăng lên. Tuy nhiên, khi có nhiều cacbon hơn trong phôi, cacbua silic thứ cấp được tạo ra bởi phản ứng giữa cacbon và silicon nhanh chóng bao quanh mực, khiến silicon nóng chảy khó tiếp xúc với mực, dẫn đến cacbon dư trong thân thiêu kết.
Theo kết quả XRD, thành phần pha của sic thiêu kết phản ứng là α-SiC, β-SiC và silicon tự do.
Trong quá trình thiêu kết phản ứng ở nhiệt độ cao, các nguyên tử carbon di chuyển về trạng thái ban đầu trên bề mặt SiC β-SiC bằng cách hình thành silic α-thứ cấp nóng chảy. Do phản ứng silicon-cacbon là phản ứng tỏa nhiệt điển hình với lượng nhiệt phản ứng lớn nên việc làm nguội nhanh sau một thời gian ngắn phản ứng ở nhiệt độ cao tự phát sẽ làm tăng độ bão hòa của cacbon hòa tan trong silicon lỏng, do đó các hạt β-SiC kết tủa trong dạng cacbon, từ đó cải thiện tính chất cơ học của vật liệu. Do đó, quá trình sàng lọc hạt β-SiC thứ cấp có lợi cho việc cải thiện độ bền uốn. Trong hệ thống composite Si-SiC, hàm lượng silic tự do trong vật liệu giảm khi hàm lượng cacbon trong nguyên liệu thô tăng lên.
Phần kết luận:
(1) Độ nhớt của bùn thiêu kết phản ứng đã chuẩn bị tăng lên khi lượng cacbon đen tăng lên; Giá trị pH có tính kiềm và tăng dần.
(2) Với sự gia tăng hàm lượng carbon trong cơ thể, mật độ và độ bền uốn của gốm nung kết phản ứng được chế tạo bằng phương pháp ép trước tiên tăng lên và sau đó giảm xuống. Khi lượng cacbon đen gấp 2,5 lần lượng ban đầu, cường độ uốn ba điểm và mật độ khối của phôi xanh sau khi thiêu kết phản ứng rất cao, lần lượt là 227,5mpa và 3,093g/cm3.
(3) Khi thân xe có quá nhiều carbon bị thiêu kết, các vết nứt và vùng “bánh sandwich” màu đen sẽ xuất hiện trên thân xe. Nguyên nhân gây ra vết nứt là do khí oxit silic sinh ra trong quá trình thiêu kết phản ứng không dễ thải ra, tích tụ dần, áp suất tăng cao và tác động kích thích của nó dẫn đến nứt phôi. Ở vùng “bánh sandwich” màu đen bên trong lò thiêu kết, có một lượng lớn carbon không tham gia vào phản ứng.
Thời gian đăng: 10-07-2023