تلبيد المرحلة الصلبة لكربيد السيليكون الملبد عند الضغط الجوي

         إن تلبيد سيراميك كربيد السيليكون الذي يحتوي على عناصر C و B4C كمساعدات تلبيد هو تلبيد في المرحلة الصلبة، ويتم التحكم في عملية التلبيد بشكل أساسي من خلال آلية الانتشار، مع درجة حرارة تلبيد مثالية تبلغ 2150 درجة مئوية. عملية التلبيد بسيطة وسهلة التحكم. إضافة المحتوى المناسب من إضافات التلبيد C + B4C المضافة لعملية تلبيد كربيد السيليكون الملبد بسيطة وسهلة التحكم، تلبيد السيراميك مقارنة مع البليت لديه حوالي 30% انكماش حجم، يمكنك الحصول على كثافة أعلى، والخصائص الميكانيكية للسيراميك الخاص كربيد السيليكون. في الوقت الحاضر، إضافات التلبيد شائعة الاستخدام هي B4C + C، BN + C، BP (فوسفيد البورون) + C، AI + C، AIN + C، AIN + C وما إلى ذلك. إضافة المحتوى المناسب من عملية التلبيد بدون ضغط C + B4C SiC، فإن عملية هذا النوع من التلبيد الملبد بسيطة وسهلة التحكم، وكثافة المواد أعلى، والحد الأقصى للكثافة 3.169 / سم 3 (الكثافة النسبية 98.75%)؛ الخواص الميكانيكية أفضل، أقصى قوة ضغط تبلغ 550MPa.
         ويفضل أن تكون المادة الخام من كربيد السيليكون كربيد السيليكون D50 بقيمة D50 من 0.5 - 0.8 ميكرون من المسحوق الدقيق الواحد. وعادةً ما تكون ميكرونات كربيد السيليكون الخضراء المعالجة كيميائيًا بمساحة سطح محددة تبلغ 20 م3/غم. ويجب أن يكون محتوى الأكسجين منخفضًا قدر الإمكان؛ وعلاوة على ذلك، يجب اختيار كمية B المضافة لتكون حوالي 0.51 تيرابايت 3 تيرابايت - 1.51 تيرابايت 3 تيرابايت، بينما تعتمد كمية C المضافة على مستوى محتوى الأكسجين في مسحوق SiC. التركيب الكيميائي SIC> 99%، F-C <0.1، Si+SiO2 <0.1، Fe2O3 <0.08. تكوين شكل الجسيمات وحجمها، يكون شكل الجسيمات كرويًا تقريبًا من أجل تحقيق التراص الأكثر إحكامًا.
        تنتمي إضافة B4C و C إلى فئة التلبيد في المرحلة الصلبة، والتي تتطلب درجات حرارة تلبيد أعلى، والقوة الدافعة لتلبيد SiC هي: الفرق بين الطاقة السطحية لجزيئات المسحوق (Eb) والسطح المتذبذب لحبيبات الجسم الملبد متعدد الكريستالات (Es)، مما يؤدي إلى انخفاض الطاقة الحرة للنظام. عند التخدير بكمية مناسبة من B4C، يكون B4C على حدود حبيبات SiC أثناء التلبيد، مما يشكل جزئيًا محلولًا صلبًا مع SiC، وبالتالي يقلل من سعة حدود حبيبات SiC. يعتبر التطعيم بكمية معتدلة من C الحر مفيدًا للتلبيد في المرحلة الصلبة لأن سطح SiC عادةً ما يتأكسد ، مما يؤدي إلى توليد كمية صغيرة من Si02 ، وتساعد إضافة كمية معتدلة من C على جعل تقليل طبقة Si02 على سطح SiC يتم إزالتها ، وبالتالي زيادة طاقة السطح Eb.
         يخضع نظام SiC للتحلل والتسامي عند 1.013x105Pa ودرجة حرارة أكبر من 1880 درجة مئوية. يحتوي نظام SiC على مراحل غازية مثل Si و Si2 و Si3 و C و C2 و C3 و C3 و C4 و C5 و SiC و Si2C و Si2C و SiC2 وهكذا، ويعد فرق درجة الحرارة هو المحرك الأساسي لعملية التسامي أثناء نمو بلورات SiC، ويهيمن على العملية برمتها انتقال الكتلة. تتجمع هذه المراحل الغازية المختلفة في نظام SiC على أم بلورات SiC عن طريق الانتشار، مما يؤدي إلى نمو جزيئات بلورات SiC. بالنسبة لعينات نظام مساعد التلبيد C+B4C، تكون درجة حرارة التلبيد المطلوبة أعلى بسبب التلبيد في المرحلة الصلبة في الغالب، ويتم تمرير الأرجون كجو وقائي عند حوالي 1300 درجة مئوية، لأن الأرجون مواتٍ لتقليل تحلل SiC عند درجات حرارة عالية أعلى من 1300 درجة مئوية. ولقياس جودة الجسم الملبد بـ SiC شرطين ضروريين: المسامية المنخفضة بأكبر قدر ممكن من الكثافة؛ والحبيبات صغيرة قدر الإمكان.