Fastfasesintring av trykkfritt sintret silisiumkarbid

Silisiumkarbidkeramikk som inneholder C- og B4C-elementer som sintringshjelpemidler, er sintret keramikk i fast fase, og sintringsprosessen styres hovedsakelig av diffusjonsmekanismen, med en optimal sintringstemperatur på 2150 °C. Sintringsprosessen styres av en diffusjonsmekanisme. Tilsett passende innhold av C + B4C sintringsadditiver trykkfritt sintret silisiumkarbid, denne prosessen er enkel og lett å kontrollere, keramisk sintring sammenlignet med billetten har omtrent 30% volumkrymping, du kan få en høy tetthet, gode mekaniske egenskaper av silisiumkarbidkeramikk. For tiden er de mest brukte sintringstilsetningsstoffene B4C + C, BN + C, BP (borfosfid) + C, AI + C, AIN + C og så videre. Tilsett passende innhold av C + B4C SiC trykkløs sintringsprosess, også kjent som atmosfærisk trykksintring av silisiumkarbid, prosessen er enkel og lett å kontrollere, materialtettheten er høy, maksimal tetthet på 3,169/cm3 (relativ tetthet på 98,75 prosent); mekaniske egenskaper er gode, maksimal trykkfasthet på 550 MPa.
Silisiumkarbidråstoffet er fortrinnsvis et enkelt mikropulver med en D50-verdi på 0,5-0,8 mikron. Vanligvis er det kjemisk behandlede grønne silisiumkarbidmikroner med et spesifikt overflateareal på 20 m3/g. Oksygeninnholdet bør være så lavt som mulig, og mengden tilsatt B bør ligge på rundt 0,5 – 1,5 %, mens mengden tilsatt C avhenger av oksygeninnholdet i SiC-pulveret. Kjemisk sammensetning SIC>99 %, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Partikkelform og størrelsessammensetning, partikkelformen er nesten sfærisk for å oppnå mest mulig kompakt stabling.
Tilsetningen av B4C og C tilhører kategorien fastfasesintring, som krever høyere sintringstemperaturer.SiC-sintringens drivkraft er: forskjellen mellom overflateenergien til pulverpartiklene (Eb) og wobble-overflaten til kornene i polykrystallinsk sintret kropp (Es), noe som fører til en reduksjon i systemets frie energi. Dopet med en passende mengde B4C ligger B4C på SiC-korngrensen under sintringen og danner delvis en fast løsning med SiC, noe som reduserer SiCs korngrensekapasitet. Doping av en moderat mengde fritt C er gunstig for fastfasesintring fordi SiC-overflaten vanligvis oksideres, noe som resulterer i dannelsen av en liten mengde Si02, og tilsetningen av en moderat mengde C bidrar til at reduksjonen av Si02-filmen på SiC-overflaten fjernes, og dermed øker overflateenergien Eb.
SiC-systemet gjennomgår dekomponering og sublimering ved 1,013 x 105 Pa og en temperatur på over 1880 °C. SiC-systemet inneholder gassfaser som Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 og så videre, og temperaturforskjellen er den grunnleggende drivkraften bak sublimeringsprosessen under veksten av SiC-krystallene, og hele prosessen domineres av massetransport. Disse ulike gassfasene i SiC-systemet smelter sammen på SiC-krystallmoren ved diffusjon, noe som fører til vekst av SiC-krystallpartikler. For prøvene med sintringshjelpesystemet C+B4C er den nødvendige sintringstemperaturen høyere på grunn av den overveiende fastfasesintringen, og argon ledes inn som en beskyttende atmosfære ved ca. 1300 °C, siden argon er gunstig for å dempe nedbrytningen av SiC ved høye temperaturer over 1300 °C. For å måle kvaliteten på sintret SiC er det to nødvendige betingelser: lav porøsitet, så tett som mulig, og så små korn som mulig.

Scroll to Top