Sinterlenmiş Silisyum Karbürün Katı Faz Sinterlemesi

Sinterleme yardımcıları olarak C ve B4C elementleri içeren silisyum karbür seramikler katı faz sinterlenmiş seramiklerdir ve sinterleme işlemi esas olarak 2150 ° C'lik optimum sinterleme sıcaklığı ile difüzyon mekanizması tarafından kontrol edilir. Uygun C + B4C sinterleme katkı maddeleri içeriğini basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür ekleyin, bu işlem basit ve kontrolü kolaydır, kütüğe kıyasla seramik sinterleme yaklaşık% 30 hacim büzülmesine sahiptir, daha yüksek bir yoğunluk elde edebilirsiniz, silisyum karbür seramiklerin iyi mekanik özellikleri.

Şu anda, yaygın olarak kullanılan sinterleme katkı maddeleri B4C + C, BN + C, BP (bor fosfit) + C, AI + C, AIN + C ve benzerleridir. Silisyum karbürün atmosferik basınç sinterlemesi olarak da bilinen uygun C + B4C SiC basınçsız sinterleme işlemini ekleyin, bu sinterlenmiş silisyum karbür işlemi basit ve kontrolü kolaydır, malzeme yoğunluğu yüksektir, maksimum 3.169 / cm3 yoğunluk (% 98.75 bağıl yoğunluk); mekanik özellikler iyidir, maksimum 550MPa basınç dayanımı.
Silisyum karbür hammaddesi tercihen D50 değeri 0,5 - 0,8 mikron olan tek bir mikro tozdur. Genellikle 20 m3/g spesifik yüzey alanına sahip kimyasal olarak işlenmiş yeşil silisyum karbür mikronlardır. Oksijen içeriği mümkün olduğunca düşük olmalıdır; ayrıca, eklenen B miktarı yaklaşık % 0,5 - 1,5 olacak şekilde seçilmelidir, eklenen C miktarı ise SiC tozundaki oksijen içeriğine bağlıdır. Kimyasal bileşim SIC＞%99, F-C＜0.1, Si+SiO2＜0.1, Fe2O3＜0.08. Parçacık şekli ve boyutu bileşimi, en kompakt istiflemeyi elde etmek için parçacık şekli neredeyse küreseldir.
B4C ve C ilavesi, daha yüksek sinterleme sıcaklıkları gerektiren katı faz sinterleme kategorisine aittir.SiC sinterleme itici gücü: toz partiküllerinin yüzey enerjisi (Eb) ile polikristalin sinterlenmiş gövdenin tanelerinin yalpalama yüzeyi (Es) arasındaki farktır ve bu da sistemin serbest enerjisinde bir azalmaya yol açar. Uygun miktarda B4C ile katkılanan B4C, sinterleme sırasında SiC tane sınırında bulunur ve kısmen SiC ile katı bir çözelti oluşturur, böylece SiC'nin tane sınırı kapasitesini azaltır. Orta miktarda serbest C katkısı katı faz sinterleme için faydalıdır çünkü SiC yüzeyi genellikle oksitlenir, bu da az miktarda Si02 oluşumuna neden olur ve orta miktarda C ilavesi SiC yüzeyindeki Si02 filminin azalmasını ortadan kaldırmaya yardımcı olur, böylece yüzey enerjisi Eb artar.
SiC sistemi 1.013x105Pa'da ve 1880°C'den daha yüksek bir sıcaklıkta ayrışmaya ve süblimleşmeye uğrar. SiC sistemi Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 ve benzeri gaz fazları içerir ve sıcaklık farkı SiC kristallerinin büyümesi sırasında süblimleşme sürecinin temel itici gücüdür ve tüm sürece kütle taşınımı hakimdir. SiC sistemindeki bu çeşitli gaz fazları difüzyon yoluyla SiC kristal anası üzerinde birleşerek SiC kristal partiküllerinin büyümesine yol açar. C+B4C sinterleme yardımcı sistemi numuneleri için, ağırlıklı olarak katı faz sinterleme nedeniyle gerekli sinterleme sıcaklığı daha yüksektir ve argon, 1300 °C'nin üzerindeki yüksek sıcaklıklarda SiC'nin ayrışmasını zayıflatmak için elverişli olduğundan, yaklaşık 1300 °C'de koruyucu atmosfer olarak argon geçirilir. SiC sinterlenmiş gövdenin kalitesini ölçmenin iki gerekli koşulu vardır: mümkün olduğunca yoğun düşük gözeneklilik; mümkün olduğunca küçük tane.