Atmosfer təzyiqində sinterlənmiş silikon karbidin bərk fazada sinterlənməsi

         Karbondioksid (C) və B4C elementlərini sinter köməkçiləri kimi ehtiva edən silikon karbid keramikanın sinterlənməsi bərk fazalı sinterləmədir və sinterləmə prosesi əsasən diffuziya mexanizmi ilə idarə olunur, optimal sinterləmə temperaturu 2150 °C-dir. Sinterləmə prosesi sadədir və idarə edilməsi asandır. C + B4C sinter əlavələrinin uyğun miqdarı əlavə edildikdə, sinterlənmiş silikon karbidin sinter prosesi sadə və nəzarət edilməsi asandır; keramikanın sinterlənməsi zamanı blokla müqayisədə təxminən 30% həcm daralması baş verir, bu da daha yüksək sıxlıqlı, mexaniki xüsusiyyətləri yaxşılaşdırılmış silikon karbid xüsusi keramika əldə etməyə imkan verir. Hazırda ən çox istifadə olunan sinter əlavələri B4C + C, BN + C, BP (bor fosfidi) + C-dir, AI + C, AIN + C və s. Müvafiq miqdarda C + B4C əlavə etməklə SiC-in təzyiqsiz sinterləşdirilməsi prosesi sadə və nəzarət edilməsi asandır, materialın sıxlığı daha yüksəkdir, maksimum sıxlıq 3,169/sm3 (nisbi sıxlıq 98,75%); mexaniki xüsusiyyətləri yaxşıdır, maksimum sıxılma möhkəmliyi 550MPa-dır.
         Silikon karbid xammalı üstünlükle D50 dəyəri 0,5–0,8 mikron olan tək mikropudradır. Adətən kimyəvi cəhətdən emal olunmuş yaşıl silikon karbid mikronları 20 m3/g spesifik səth sahəsinə malikdir. Həmçinin oksigen tərkibi mümkün qədər aşağı olmalıdır; əlavə olunan B miqdarı təxminən 0,5%–1,5% arasında seçilməlidir, C miqdarı isə SiC tozundakı oksigen səviyyəsindən asılıdır. Kimyəvi tərkib: SiC > 99%, F-C < 0.1, Si + SiO2 < 0.1, Fe2O3 < 0.08. Zərrə şəklində və ölçüsündə tərkib: zərrələrin forması ən sıx yerdəşməni təmin etmək üçün demək olar ki, sferikdir.
        B4C və C-nin əlavə edilməsi bərk fazalı sinterləşdirmə kateqoriyasına daxildir və daha yüksək sinterləşdirmə temperaturları tələb edir. SiC sinterləşdirməsinin hərəkətverici qüvvəsi toz hissəciklərinin səth enerjisi (Eb) ilə çoxkristallı sinterləşdirilmiş bərkidin dənələrinin dalğalanan səth enerjisi (Es) arasındakı fərqdir ki, bu da sistemin sərbəst enerjisinin azalmasına səbəb olur. Müvafiq miqdarda B4C ilə dopinq edildikdə, sinterləşmə zamanı B4C SiC dənə sərhədində yerləşərək qismən SiC ilə bərk həll yaradır və beləliklə SiC-nin dənə sərhədi potensialını azaldır. Mülayim miqdarda sərbəst C-nin doplanması bərk fazalı sinterləşməyə faydalıdır, çünki SiC səthi adətən oksidləşir və nəticədə az miqdarda SiO₂ əmələ gəlir, mülayim miqdarda C əlavə edilməsi isə SiC səthindəki SiO₂ filminin reduksiyasına kömək edir və beləliklə Eb səth enerjisini artırır.
         SiC sistemi 1,013×10^5 Pa və 1880 °C-dən yüksək temperaturda parçalanma və sublimasiya proseslərindən keçir. SiC sistemində Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 və s. kimi qaz fazaları mövcuddur, temperatur fərqi isə SiC kristallarının böyüməsi zamanı sublimasiya prosesinin əsas hərəkətvericisidir və bütün proses kütlə daşınması tərəfindən idarə olunur. SiC sistemindəki bu müxtəlif qaz fazaları diffuziya yolu ilə SiC kristal anasının üzərində birləşərək SiC kristal hissəciklərinin böyüməsinə səbəb olur. C+B4C sinterləşdirmə köməkçi sistemi nümunələri üçün tələb olunan sinterləşdirmə temperaturu əsasən bərk fazalı sinterləşdirmə səbəbindən daha yüksəkdir və argon təxminən 1300 °C-də qoruyucu atmosfer kimi verilir, çünki argon 1300 °C-dən yuxarı temperaturlarda SiC-nin parçalanmasını azaltmağa əlverişlidir. SiC sinterlənmiş bədənin keyfiyyətini ölçmək üçün iki zəruri şərt var: mümkün qədər sıx, yəni aşağı gözeneklilik; mümkün qədər kiçik dənə ölçüsü.