Lisandite mõju paagutatud ränikarbiidile

Surveta paagutatud ränikarbiidi peetakse kõige paljulubavamaks paagutatud ränikarbiidiks ning surveta paagutamisprotsessi abil on võimalik valmistada keeruka kujuga ja suuremõõtmelisi ränikarbiidkeraamika tooteid. Sõltuvalt paagutamismehhanismist võib seda tüüpi paagutatud ränikarbiidi jagada veel tahkfaasi- ja vedelafaasi paagutamiseks. SiO jälgikoguseid sisaldavat β-SiC-d saab paagutada atmosfäärirõhul, lisades B ja C. See meetod parandab oluliselt ränikarbiidi paagutamise kineetikat. Sobiva koguse B-ga legeerimisel asub B paagutamise ajal SiC-terade piiridel ja moodustab osaliselt SiC-ga tahke lahuse, vähendades seeläbi SiC-terade piirienergiat. Mõõduka koguse vaba C lisamine on kasulik tahkfaasi paagutamisel, kuna SiC pind oksüdeerub tavaliselt, tekitades väikese koguse SiO-d, ning mõõduka koguse C lisamine aitab SiC pinnal olevat SiO-kihti redutseerida ja eemaldada, suurendades seeläbi pindenergiat. Vedelfaasi paagutamisel on sellel aga negatiivne mõju, kuna süsinik reageerib oksiidilisanditega, tekitades gaasi, mille tagajärjel tekib keraamilisse paagutatud kehas suur hulk avausid, mis mõjutab tihedamaks muutumise protsessi. Tooraine puhtus, peenus ja faasikoostis on ränikarbiidi paagutamisprotsessis väga olulised.S. Proehazka paagutas ränikarbiidi, mille tihedus oli suurem kui 98%, temperatuuril 2020 °C atmosfäärirõhul, lisades üheaegselt sobivaid koguseid boori ja süsinikku ülipeenele β-SiC-pulbrile (mis sisaldas vähem kui 2% hapnikku). SiC-B-C süsteem kuulub siiski tahkfaasi paagutamise kategooriasse, mis nõuab kõrget paagutamistemperatuuri ning millel on madal murdumiskindlus; murdumise viisiks on tüüpiline kristalliläbiv murdumine, jämedad terad ja halb ühtlus. Välisriikide SiC-alased uuringud keskenduvad peamiselt vedelafaasilisele paagutamisele, st teatava arvu paagutuslisandite kasutamisele madalamal temperatuuril, et saavutada SiC tihenemine. SiC vedelafaasiline paagutamine mitte ainult ei vähenda paagutamistemperatuuri võrreldes tahkfaasilise paagutamisega, vaid parandab ka mikrostruktuuri, mistõttu on paagutatud keha omadused paremad kui tahkfaasiliselt paagutatud kehal.
M. Omori jt kasutasid AlO-ga või boriididega segatud haruldaste muldmetallide oksiide, et paagutada SiC tihedaks. Suzuki aga paagutas SiC-d ainult AlO-d lisandina umbes 2000 °C juures. A. Mulla jt paagutasid 0,5 μm suurust β-SiC-d (osakeste pinnal oli väike kogus SiO-d) AlO ja YO lisanditega temperatuuril1850–1950 °C juures ning saavutasid SiC-keraamika suhtelise tiheduse, mis ületas 95% teoreetilisest tihedusest, ning terad olid peenikesed, keskmise suurusega 1,5 μm.
Selgus, et ränikarbiidkeraamika mikrostruktuur koosneb jämedatest teradest ja varrasjälgse struktuuriga, millel on hea murdumiskindlus. Vardakujulised terad suurendavad murdumiskindlust, vähendades samas ränikarbiidkeraamika tugevust. Selleks et saavutada paremat tugevust ja murdumiskindlust ning samal ajal alandada paagutamistemperatuuri, on tehtud palju katseid selle paagutatud ränikarbiidi omaduste parandamiseks, reguleerides klaasifaasi koostist erinevate lisanditega. Paagutamisprotsessi käigus põhjustas vedelafaasi tekkimine terade piiridel ja ainulaadne faasipiiristruktuur faasipiiristruktuuri nõrgenemist ning materjali murdumine muutus täielikuks kristallipikisuunalise murdumise režiimiks, mille tulemusena suurenesid materjali tugevus ja sitkus märkimisväärselt. Kuid arvestades, et AlO-lisandi kasutamine tekitab madala sulamistemperatuuriga ja suure lenduvusega klaasifaasi, mis kõrgematel temperatuuridel tugevalt aurustub, põhjustades materjali kaalukaotust ja mõjutades negatiivselt materjali tihenemist, tuleks AlO massiosakaalu lisandis asjakohaselt suurendada.