A cerâmica de carboneto de silício terá mais poros e densidade?
2023-07-03
1.3 O efeito do teor de preto de carbono na densidade a granel e na porosidade aparente da China
A Figura 3 mostra a densidade a granel e a porosidade aparente da China com diferentes adições de preto de carbono. Pode ser visto na Fig. 3 que a densidade a granel do corpo verde da amostra de 2# é o maior, que é o flange de cerâmica 1,47 g · cm-3; A porosidade aparente do corpo verde é menor, que é de 32,4%. No entanto, a porosidade aparente não deve ser muito pequena, caso contrário, não será fácil se infiltrar no silício.
2. Composição de fase
A Figura 4 é o padrão de DRX do corpo verde de 2# amostra e a amostra após ser disparada em 1720 ℃. Pode ser visto na figura que o corpo verde de 2# contém grafite e β-SIC, e a amostra disparada contém Si, β-SIC e α-SIC. Isso ocorre porque parte do β-SIC na amostra foi convertida em molde de cerâmica α-SIC após disparo de alta temperatura. Também pode ser visto a partir da figura que existem mais componentes de Si e menos componentes C nas amostras após disparo de reação de siliconização de alta temperatura. A razão é que o corpo verde está embutido com pó contendo Si e infiltrado com silício a alta temperatura. Durante a sinterização da reação, o Si reage com C para formar sic e encher os poros.
3. Microestrutura
3.1 Morfologias de fratura de diferentes amostras
A Figura 5 mostra as morfologias de fratura de diferentes amostras. Na Figura 5, pode -se observar que existem carboneto fino de silício, grafite e poros; Entre eles, as amostras de 1#, 4 e 5#têm relativamente mais flocos com diâmetros grandes, muitos poros e distribuição desigual, ou seja, a distribuição do tamanho de partícula não é uniforme. Uniforme, pode ser devido à mistura irregular durante a preparação da pasta, resultando em dispersão desigual e instabilidade do sistema, e então a China obtida tem uma densidade menor e uma porosidade maior. A morfologia microscópica mostra que a quantidade ideal de adição de preto de carbono é de 5,94% (W), ou seja, a amostra de 2#.
3.2 Morfologia de fratura da amostra 2# após a queima
A Figura 6 mostra a morfologia da fratura da amostra 2# após ser disparada em 1720 ℃. Pode -se observar que: as partículas de carboneto de silício são distribuídas e relativamente uniformes, e basicamente não há poros; As partículas de carboneto de silício mostram uma tendência crescente, devido ao crescimento de grãos causou parte cerâmica por alta temperatura. A figura também mostra que algumas partículas menores de carboneto de silício são distribuídas entre as partículas originais de carboneto de silício, que é o recém -gerado SiC pela sinterização da reação. Ao mesmo tempo, há também algum Si residual, que é deixado pela solidificação dos vazios no corpo verde após a sinterização e o resfriamento do vapor Si. Isso valida ainda mais os resultados das medições de DRX. A presença de Si residual pode preencher os poros originais e reduzir a concentração de tensão. No entanto, devido ao baixo ponto de fusão do SI, isso afetará o desempenho de alta temperatura do produto. Após o disparo, a densidade a granel do produto é de 3,02 g · cm-3, e a resistência à flexão atinge 580 MPa, o que é mais do que o dobro da força do carboneto de silício sinterizado da reação comum.
para concluir
(1) O tempo ideal de agitação para a pasta usada na preparação da cerâmica de carboneto de silício de silício de fino cheia é de 4 h. Após a adição de grafite, a viscosidade da pasta diminui, a densidade a granel do corpo verde aumenta e a porosidade aparente diminui, o que aumenta a densidade da cerâmica de carboneto de silício de silício.
(2) Ao preparar a cerâmica de carboneto de silício de silício de fino completo, a quantidade ideal de adição de carbono é de 5,94% (W).
(3) Após o disparo, as partículas de carboneto de silício são distribuídas de perto e relativamente uniformes, e basicamente não há poros; As partículas de carboneto de silício mostram uma tendência crescente, a densidade do produto disparada é de 3,02 g · cm-3 e a resistência à flexão é de 580 MPa. A cerâmica de carboneto de silício tem uma grande melhora na resistência e densidade mecânicas.
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