Frittage en phase solide du carbure de silicium fritté à la pression atmosphérique

         Le frittage de la céramique de carbure de silicium contenant des éléments C et B4C comme adjuvants de frittage est un frittage en phase solide, et le processus de frittage est principalement contrôlé par le mécanisme de diffusion, avec une température de frittage optimale de 2150°C. Le processus de frittage est simple et facile à contrôler. Ajouter le contenu approprié de C + B4C additifs de frittage de carbure de silicium fritté processus de frittage est simple et facile à contrôler, frittage de la céramique par rapport à la billette a environ 30% retrait de volume, vous pouvez obtenir une densité plus élevée, les propriétés mécaniques de carbure de silicium céramiques spéciales. Actuellement, les additifs de frittage couramment utilisés sont B4C + C, BN + C, BP (phosphure de bore) + C, AI + C, AIN + C, etc. En ajoutant le contenu approprié de C + B4C SiC au processus de frittage sans pression, le processus pour ce type de sic fritté est simple, facile à contrôler, la densité du matériau est plus élevée, la densité maximale de 3,169/cm3 (densité relative de 98,75%) ; les propriétés mécaniques sont meilleures, la résistance maximale à la compression est de 550MPa.
         La matière première de carbure de silicium est de préférence une micropoudre unique d'une valeur D50 de 0,5 à 0,8 micron. Il s'agit généralement de microns de carbure de silicium vert traités chimiquement et ayant une surface spécifique de 20 m3/g. La teneur en oxygène doit être aussi faible que possible ; en outre, la quantité de B ajoutée doit être d'environ 0,5% - 1,5%, tandis que la quantité de C ajoutée dépend du niveau de la teneur en oxygène dans la poudre de SiC. Composition chimique SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Forme et taille des particules : la forme des particules est presque sphérique afin d'obtenir l'empilement le plus compact possible.
        La force motrice du frittage du SiC est la différence entre l'énergie de surface des particules de poudre (Eb) et la surface d'oscillation des grains du corps fritté polycristallin (Es), qui entraîne une diminution de l'énergie libre du système. Dopé avec une quantité appropriée de B4C, le B4C se trouve sur le joint de grain du SiC pendant le frittage, formant partiellement une solution solide avec le SiC, ce qui réduit la capacité du joint de grain du SiC. Le dopage d'une quantité modérée de C libre est bénéfique pour le frittage en phase solide car la surface du SiC est généralement oxydée, ce qui entraîne la génération d'une petite quantité de Si02, et l'ajout d'une quantité modérée de C permet d'éliminer la réduction du film de Si02 sur la surface du SiC, augmentant ainsi l'énergie de surface Eb.
         Le système SiC subit une décomposition et une sublimation à 1,013x105Pa et à une température supérieure à 1880°C. Le système SiC contient des phases gazeuses telles que Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2, etc., et la différence de température est le moteur fondamental du processus de sublimation pendant la croissance des cristaux de SiC, et l'ensemble du processus est dominé par le transport de masse. Ces différentes phases gazeuses dans le système SiC coalescent sur la mère des cristaux de SiC par diffusion, ce qui conduit à la croissance des particules de cristaux de SiC. Pour les échantillons du système d'aide au frittage C+B4C, la température de frittage requise est plus élevée en raison du frittage en phase solide prédominant, et l'argon est introduit comme atmosphère protectrice à environ 1300 °C, car l'argon est favorable à la réduction de la décomposition du SiC à des températures élevées supérieures à 1300 °C. Pour mesurer la qualité du corps fritté en SiC, deux conditions sont nécessaires : une faible porosité, aussi dense que possible, et des grains aussi petits que possible.