Ատմոսֆերային ճնշման տակ սինթերացված սիլիցիումային կարբիդի պինդ փուլային սինթերացում

         C և B4C տարրեր պարունակող սիլիցիումային կարբիդային կերամիկայի սինթերումը, որպես սինթերման օժանդակ նյութեր, պինդ փուլային սինթերում է, և սինթերման գործընթացը հիմնականում վերահսկվում է դիֆուզիայի մեխանիզմով՝ օպտիմալ սինթերման ջերմաստիճանը 2150 °C է։ Սինթերման գործընթացը պարզ է և հեշտ վերահսկելի։ C + B4C համապատասխան պարունակությամբ սինթերման հավելանյութեր ավելացնելով՝ սիլիցիումային կարբիդի սինթերման գործընթացը պարզ է և հեշտ վերահսկելի։ Կերամիկայի սինթերման ժամանակ համեմատած սկզբնական զանգվածի՝ տեղի է ունենում մոտ 30%-անոց ծավալային կրճատում, ինչի շնորհիվ կարելի է ստանալ ավելի բարձր խտություն և սիլիցիումային կարբիդի հատուկ կերամիկայի մեխանիկական բարձր հատկություններ։ Ներկայումս լայնորեն կիրառվող սինթերման հավելանյութերն են B4C + C, BN + C, BP (բորի ֆոսֆիդ) + C, AI + C, AIN + C և այլն։ C + B4C-ի համապատասխան քանակի ավելացումը SiC-ի ճնշումազուրկ սինթերման գործընթացում պարզ է, հեշտ վերահսկելի, նյութի խտությունը բարձր է՝ առավելագույն խտությունը 3.169 գ/սմ³ (հարաբերական խտություն՝ 98.75%), մեխանիկական հատկությունները լավ են՝ առավելագույն ճնշման ամրությունը 550 ՄՊա։.
         Սիլիցիում-կարբիդի հումքը նախընտրելի է D50 չափով 0.5–0.8 միկրոն միկրոփոշի։ Սովորաբար օգտագործվում են քիմիապես մշակված կանաչ սիլիցիում-կարբիդային միկրոններ՝ 20 մ³/գ հատուկ մակերեսով։ Օքսիգենի պարունակությունը պետք է լինի հնարավորինս ցածր; ավելացվող B-ի քանակը պետք է ընտրվի մոտ 0.5%–1.5%, իսկ C-ի քանակը կախված է SiC փոշու մեջ օքսիգենի պարունակության մակարդակից։ Քիմիական կազմը՝ SiC>99%, F-C<0.1, Si+SiO2<0.1, Fe2O3<0.08։ Մասնիկների ձևի և չափի կազմը՝ մասնիկների ձևը գրեթե գնդաձև է՝ առավել խտացված շերտավորում ապահովելու համար։.
        B4C-ի և C-ի ավելացումը պատկանում է պինդ ֆազային սինթերման կատեգորիային, որը պահանջում է ավելի բարձր սինթերման ջերմաստիճաններ։ SiC-ի սինթերման շարժիչ ուժը հանդիսանում է փոշու մասնիկների մակերևութային էներգիայի (Eb) և բազմաբյուրեղային սինթերված մարմնի հատիկների տատանվող մակերևույթի (Es) էներգիաների տարբերությունը, ինչը հանգեցնում է համակարգի ազատ էներգիայի նվազմանը։ Բ4C-ի համապատասխան քանակով դոպումը սինթերման ընթացքում B4C-ն տեղակայում է SiC-ի հատիկների սահմանագծում, մասամբ կազմելով SiC-ի հետ պինդ լուծույթ, ինչի արդյունքում նվազում է SiC-ի հատիկային սահմանագծերի դիմադրողականությունը։ Փոքր քանակությամբ ազատ C-ի դոպումը օգտակար է պինդ ֆազային սինթերման համար, քանի որ SiC մակերեսը սովորաբար օքսիդացված է, ինչի արդյունքում առաջանում է փոքր քանակությամբ SiO2, և փոքր քանակությամբ C-ի ավելացումը օգնում է հեռացնել SiC մակերեսի վրա գտնվող SiO2 ֆիլմը, այդպիսով բարձրացնելով Eb մակերեսային էներգիան։.
         SiC համակարգը քայքայվում և գոլորշիանում է 1.013×10^5 Պա ճնշման տակ և 1880 °C-ից բարձր ջերմաստիճանում։ SiC համակարգը պարունակում է գազային փուլեր՝ Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 և այլն, և ջերմաստիճանային տարբերությունն է SiC բյուրեղների աճի ընթացքում գոլորշացման գործընթացի հիմնական շարժիչ ուժը, իսկ ամբողջ գործընթացը գերիշխվում է զանգվածային փոխադրմամբ։ SiC համակարգի այս տարբեր գազային փուլերը դիֆուզիայի միջոցով միաձուլվում են SiC բյուրեղային մոր վրա, ինչը հանգեցնում է SiC բյուրեղային մասնիկների աճին։ C+B4C սինթերման օժանդակ համակարգի նմուշների համար պահանջվող սինթերման ջերմաստիճանը բարձր է՝ գերակշռող պինդ ֆազային սինթերման պատճառով, և մոտ 1300 °C ջերմաստիճանում որպես պաշտպանիչ մթնոլորտ օգտագործվում է արգոնը, քանի որ արգոնը նպաստում է SiC-ի քայքայման նվազեցմանը 1300 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում։ SiC սինթերացված մարմնի որակը չափելու համար անհրաժեշտ են երկու պայման՝ ցածր պորոզություն՝ որքան հնարավոր է խիտ, և հատիկների հնարավորինս փոքր չափ։.