Le ceramiche in carburo di silicio avranno più pori e densità?
2023-07-03
1.3 L'effetto del contenuto nero di carbonio sulla densità di massa e sulla porosità apparente della Cina
La Figura 3 mostra la densità di massa e la porosità apparente della Cina con diverse aggiunte di nero in carbonio. Dalla Fig. 3 si può vedere che la densità di massa del corpo verde 2# campione è la più grande, che è la flangia ceramica 1,47 g · cm-3; L'apparente porosità del corpo verde è più piccola, che è del 32,4%. Tuttavia, l'apparente porosità non dovrebbe essere troppo piccola, altrimenti non sarà facile infiltrarsi nel silicio.
2. Composizione di fase
La Figura 4 è il modello XRD del corpo verde campione 2# e il campione dopo essere stato sparato a 1720 ℃. Dalla figura si può vedere che il corpo verde 2# contiene grafite e β-SIC e il campione a fuoco contiene SI, β-SIC e α-SIC. Questo perché parte del β-SIC nel campione è stata convertita in muffa ceramica α-SIC dopo un incendio ad alta temperatura. Si può anche vedere dalla figura che ci sono più componenti SI e meno componenti C nei campioni dopo incendi di reazione al siliconizzazione ad alta temperatura. Il motivo è che il corpo verde è incorporato con polvere contenente Si e infiltrato con silicio ad alta temperatura. Durante la sinterizzazione delle reazioni, SI reagisce con C per formare SiC e riempire i pori.
3. Microstruttura
3.1 Morfologie di frattura di diversi campioni
La Figura 5 mostra le morfologie della frattura di diversi campioni. Dalla Figura 5, si può osservare che ci sono fini carburi, grafite e pori di silicio fine; Tra questi, i campioni 1#, 4#e 5#hanno relativamente più scaglie con diametri di grandi dimensioni, molti pori e distribuzione irregolare, cioè la distribuzione delle dimensioni delle particelle non è uniforme. Uniforme, può essere dovuto alla miscelazione irregolare durante la preparazione della sospensione, con conseguente dispersione irregolare e instabilità del sistema, e quindi la Cina ottenuta ha una densità minore e una porosità maggiore. La morfologia microscopica mostra che la quantità ottimale di nero di carbonio è del 5,94% (W), cioè il campione 2#.
3.2 Morfologia della frattura del campione 2# dopo aver bruciato
La Figura 6 mostra la morfologia della frattura del campione 2# dopo essere stato licenziato a 1720 ℃. Si può vedere che: le particelle di carburo di silicio sono strettamente distribuite e relativamente uniformi e praticamente non ci sono pori; Le particelle di carburo di silicio mostrano una tendenza in crescita, dovuta alla crescita del grano causato parte ceramica da alta temperatura. La figura mostra anche che alcune particelle di carburo di silicio più piccole sono distribuite tra le particelle di carburo di silicio quadro originali, che è la SiC di recente generazione mediante sinterizzazione di reazione. Allo stesso tempo, c'è anche un po 'di SI residuo, che è lasciato dalla solidificazione dei vuoti nel corpo verde dopo la sinterizzazione e il raffreddamento del vapore Si. Ciò convalida ulteriormente i risultati delle misurazioni XRD. La presenza di SI residua può riempire i pori originali e ridurre la concentrazione di stress. Tuttavia, a causa del basso punto di fusione di Si, influirà sulle prestazioni ad alta temperatura del prodotto. Dopo aver sparato, la densità di massa del prodotto è di 3,02 g · cm-3 e la resistenza alla flessione raggiunge 580 MPa, che è più del doppio della resistenza del normale carburo di silicio sinterizzato di reazione.
Insomma
(1) Il tempo di agitazione ottimale per la sospensione utilizzata nella preparazione della ceramica in carburo di silicio a polvere a piena fine è di 4 ore. Dopo aver aggiunto la grafite, la viscosità della sospensione diminuisce, la densità di massa del corpo verde aumenta e l'apparente porosità diminuisce, il che aumenta la densità della ceramica in carburo di silicio in polvere a polvere.
(2) Quando si prepara la ceramica in carburo di silicio a polvere a polvere piena, la quantità ottimale di aggiunta di carbonio del chip ceramico è del 5,94% (w).
(3) Dopo l'accensione, le particelle di carburo di silicio sono strettamente distribuite e relativamente uniformi e praticamente non ci sono pori; Le particelle di carburo di silicio mostrano una tendenza in crescita, la densità del prodotto a fuoco è di 3,02 g · cm-3 e la resistenza alla flessione è di 580 MPa. Le ceramiche in carburo di silicio hanno un grande miglioramento della resistenza e della densità meccaniche.
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