1.3 Η επίδραση της περιεκτικότητας σε άνθρακα μαύρου στην πυκνότητα χύδην και το φαινομενικό πορώδες της Κίνας
Το σχήμα 3 δείχνει την πυκνότητα χύδην και το εμφανές πορώδες της Κίνας με διαφορετικές προσθήκες άνθρακα. Μπορεί να φανεί από το Σχήμα 3 ότι η πυκνότητα όγκου του πράσινου σώματος 2# δείγματος είναι το μεγαλύτερο, το οποίο είναι κεραμική φλάντζα 1,47 g · cm-3. Το φαινόμενο πορώδες του πράσινου σώματος είναι μικρότερο, το οποίο είναι 32,4%. Ωστόσο, το φαινομενικό πορώδες δεν πρέπει να είναι πολύ μικρό, διαφορετικά δεν θα είναι εύκολο να διεισδύσει το πυρίτιο.
2. Σύνθεση φάσης
Το σχήμα 4 είναι το μοτίβο XRD του πράσινου σώματος 2# δείγματος και το δείγμα μετά την εκτόξευση στα 1720 ℃. Μπορεί να φανεί από το σχήμα ότι το πράσινο σώμα του δείγματος 2# περιέχει γραφίτη και β-SIC, και το δείγμα που πυροδοτήθηκε περιέχει Si, β-SIC και α-SIC. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μέρος του β-SIC στο δείγμα μετατράπηκε σε κεραμικό καλούπι α-SIC μετά από πυρκαγιά υψηλής θερμοκρασίας. Μπορεί επίσης να φανεί από το σχήμα ότι υπάρχουν περισσότερα συστατικά SI και λιγότερα συστατικά C στα δείγματα μετά από πυροδότηση αντίδρασης πυριτίου υψηλής θερμοκρασίας. Ο λόγος είναι ότι το πράσινο σώμα είναι ενσωματωμένο με σκόνη που περιέχει Si και διεισδύει με πυρίτιο σε υψηλή θερμοκρασία. Κατά τη διάρκεια της συσσώρευσης της αντίδρασης, το SI αντιδρά με το C για να σχηματίσει το SIC και να γεμίσει τους πόρους.
3. Μικροδομή
3.1 μορφολογίες θραύσης διαφορετικών δειγμάτων
Το σχήμα 5 δείχνει τις μορφολογίες κατάγματος διαφορετικών δειγμάτων. Από το Σχήμα 5, μπορεί να παρατηρηθεί ότι υπάρχουν λεπτό καρβίδιο πυριτίου, γραφίτη και πόροι. Μεταξύ αυτών, τα δείγματα 1#, 4#και 5#έχουν σχετικά περισσότερες νιφάδες με μεγάλες διαμέτρους, πολλούς πόρους και ανομοιογενή κατανομή, δηλαδή η κατανομή μεγέθους σωματιδίων δεν είναι ομοιόμορφη. Ομοιόμορφη, μπορεί να οφείλεται στην ανομοιογενή ανάμειξη κατά την παρασκευή του πολτού, με αποτέλεσμα την ανομοιογενή διασπορά και την αστάθεια του συστήματος και στη συνέχεια η ληφθείσα Κίνα έχει μικρότερη πυκνότητα και μεγαλύτερο πορώδες. Η μικροσκοπική μορφολογία δείχνει ότι η βέλτιστη ποσότητα προσθήκης άνθρακα μαύρου είναι 5,94% (W), δηλαδή το δείγμα 2#.
3.2 Μορφολογία θραύσης 2# δείγμα μετά την καύση
Το σχήμα 6 δείχνει τη μορφολογία του θραύσματος του δείγματος 2# μετά την εκτόξευση στο 1720 ℃. Μπορεί να φανεί ότι: τα σωματίδια καρβιδίου πυριτίου είναι στενά κατανεμημένα και σχετικά ομοιόμορφα και δεν υπάρχουν βασικά πόροι. Τα σωματίδια καρβιδίου πυριτίου δείχνουν μια αυξανόμενη τάση, η οποία οφείλεται στην ανάπτυξη των κόκκων που προκάλεσε κεραμικό τμήμα με υψηλή θερμοκρασία. Το σχήμα δείχνει επίσης ότι μερικά μικρότερα σωματίδια καρβιδίου πυριτίου κατανέμονται μεταξύ των αρχικών σωματιδίων καρβιδίου πυριτίου πλαισίου, τα οποία είναι τα νεοσυσταθείσα SIC με πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης. Ταυτόχρονα, υπάρχει επίσης κάποια υπολειμματική SI, η οποία αφήνεται από την στερεοποίηση των κενών στο πράσινο σώμα μετά την πυροσυσσωμάτωση και την ψύξη του ατμού SI. Αυτό επικυρώνει περαιτέρω τα αποτελέσματα των μετρήσεων XRD. Η παρουσία υπολειπόμενου SI μπορεί να γεμίσει τους αρχικούς πόρους και να μειώσει τη συγκέντρωση του στρες. Ωστόσο, λόγω του χαμηλού σημείου τήξης του SI, θα επηρεάσει την απόδοση υψηλής θερμοκρασίας του προϊόντος. Μετά την πυροδότηση, η πυκνότητα χύδην του προϊόντος είναι 3,02 g · cm-3 και η αντοχή στην κάμψη φτάνει τα 580 MPa, η οποία υπερβαίνει το διπλάσιο της αντοχής του συνηθισμένου καρβιδίου πυριτίου.
Συμπερασματικά
(1) Ο βέλτιστος χρόνος ανάδευσης για τον πολτό που χρησιμοποιείται στην παρασκευή κεραμικών καρβιδίου πυριτίου πλήρους σκόνης είναι 4 ώρες. Μετά την προσθήκη γραφίτη, το ιξώδες του πολτού μειώνεται, η χύδην πυκνότητα του πράσινου σώματος αυξάνεται και το φαινόμενο πορώδες μειώνεται, γεγονός που αυξάνει την πυκνότητα του πλήρους λεπτού καρβιδίου καρβιδίου πυριτίου σκόνης.
(2) Κατά την παρασκευή κεραμικών καρβιδίου πυριτίου πλήρους σκόνης, το κεραμικό chip βέλτιστη προσθήκη ποσότητας άνθρακα μαύρου είναι 5,94% (W).
(3) Μετά την πυροδότηση, τα σωματίδια καρβιδίου πυριτίου είναι στενά κατανεμημένα και σχετικά ομοιόμορφα και δεν υπάρχουν βασικά πόροι. Τα σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου δείχνουν μια αυξανόμενη τάση, η πυκνότητα του καυσαετούς προϊόντος είναι 3,02 g · cm-3 και η αντοχή στην κάμψη είναι 580 MPa. Τα κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου έχουν μεγάλη βελτίωση στη μηχανική αντοχή και την πυκνότητα.
Τα κεραμικά καρβιδίου του πυριτίου θα έχουν περισσότερους πόρους και πυκνότητα;
2023 07/03