Будет ли кремниевая карбид -керамика иметь больше поров и плотности?
2023-07-03
1.3 Влияние содержания черного углерода на объемную плотность и кажущуюся пористость Китая
На рисунке 3 показана объемная плотность и кажущаяся пористость Китая с различными углеродными черными дополнениями. Из рис. 3 видно, что объемная плотность зеленого тела 2# является самой большой, которая представляет собой керамический фланцевой фланец 1,47 г · см-3; Кажущаяся пористость зеленого тела меньше, что составляет 32,4%. Однако кажущаяся пористость не должна быть слишком мала, иначе будет нелегко проникнуть в кремний.
2. Фазовый состав
Рисунок 4 представляет собой рентгенограмму зеленого тела 2# и образца после увольнения при 1720 ℃. Из рисунка видно, что зеленое тело 2# содержит графит и β-SIC, а выпущенный образец содержит Si, β-SIC и α-SIC. Это связано с тем, что часть β-SIC в образце была преобразована в α-SIC керамической плесени после высокой температуры. Из рисунка также можно увидеть, что в образцах наблюдается больше компонентов Si и меньше C -компонентов после высокотемпературного силиконизирующего стрельбы. Причина в том, что зеленое тело встроено с Si-содержащим порошком и проникает в кремний при высокой температуре. Во время реакции спекания SI реагирует с C, образуя SIC и заполняет поры.
3. Микроструктура
3.1 Морфология переломов различных образцов
На рисунке 5 показаны морфологии переломов различных образцов. Из рисунка 5 можно наблюдать, что существует тонкий кремниевый карбид, графит и поры; Среди них образцы 1#, 4#и 5#имеют относительно больше хлопьев с большими диаметрами, множество пор и неравномерное распределение, то есть распределение частиц не является равномерным. Разно, это может быть связано с неравномерным смешиванием во время подготовки суспензии, что приводит к неравномерной дисперсии и нестабильности системы, а затем полученный Китай имеет меньшую плотность и большую пористость. Микроскопическая морфология показывает, что оптимальное количество добавления углеродного черного составляет 5,94% (W), то есть образец 2#.
3.2 Морфология переломов 2# образца после сжигания
На рисунке 6 показана морфология перелома образца 2# после увольнения в 1720 ℃. Можно видеть, что: частицы карбида кремния тщательно распределены и относительно однородны, и в основном нет пор; Кремниевые частицы карбида демонстрируют растущую тенденцию, которая связана с ростом зерна, вызванной керамической частью при высокой температуре. На рисунке также показано, что некоторые меньшие частицы карбида кремния распределяются среди исходных структур кремниевых карбида, которые представляют собой вновь сгенерированную SIC путем реакционного спекания. В то же время, есть также некоторый остаточный Si, который остается затвердеванием пустот в зеленом теле после спекания и охлаждения пара Si. Это дополнительно подтверждает результаты измерений XRD. Присутствие остаточного Si может заполнить исходные поры и уменьшить концентрацию напряжений. Однако из -за низкой температуры плавления SI это повлияет на высокую температуру продукта. После стрельбы объемная плотность продукта составляет 3,02 г · см-3, а прочность на изгиб достигает 580 МПа, что более чем вдвое превышает прочность обычной реакции, спеченного кремния.
В заключение
(1) Оптимальное время перемешивания для суспензии, используемой при приготовлении полной порошковой кремниевой карбидной керамики, составляет 4 часа. После добавления графита вязкость суспензии уменьшается, увеличивается объемная плотность зеленого тела, а кажущаяся пористость уменьшается, что увеличивает плотность полной порошковой карбиды кремниевой карбиды.
(2) При приготовлении керамики из карбида кремния с полной порошкой керамическая оптимальная добавление керамического чипа с углеродным черным составляет 5,94% (W).
(3) После стрельбы частицы карбида кремния тщательно распределены и относительно однородны, и в основном нет пор; Кремниевые частицы карбида демонстрируют растущую тенденцию, плотность выпущенного продукта составляет 3,02 г · см-3, а прочность на изгиб составляет 580 МПа. Керамика из карбида кремния имеет значительное улучшение механической прочности и плотности.
Поделиться с:
