Sinterizzazione in fase solida di carburo di silicio sinterizzato a pressione atmosferica

         La sinterizzazione della ceramica di carburo di silicio contenente elementi C e B4C come coadiuvanti di sinterizzazione avviene in fase solida e il processo di sinterizzazione è controllato principalmente dal meccanismo di diffusione, con una temperatura di sinterizzazione ottimale di 2150°C. Il processo di sinterizzazione è semplice e facile da controllare. Il processo di sinterizzazione del carburo di silicio sinterizzato è semplice e facile da controllare, la sinterizzazione della ceramica rispetto alla billetta ha un ritiro volumetrico di circa 30%, è possibile ottenere una densità più elevata, le proprietà meccaniche del carburo di silicio ceramico speciale. Attualmente, gli additivi di sinterizzazione comunemente utilizzati sono B4C + C, BN + C, BP (fosfuro di boro) + C, AI + C, AIN + C e così via. Aggiungendo il contenuto appropriato di C + B4C SiC senza pressione, il processo per questo tipo di sic sinterizzato è semplice, facile da controllare, la densità del materiale è maggiore, la densità massima di 3,169/cm3 (densità relativa di 98,75%); le proprietà meccaniche sono migliori, la resistenza alla compressione massima di 550MPa.
         La materia prima di carburo di silicio è preferibilmente un valore D50 di 0,5 - 0,8 micron di micropolvere singola. Di solito si tratta di micron di carburo di silicio verde trattato chimicamente con un'area superficiale specifica di 20 m3/g. Il contenuto di ossigeno deve essere il più basso possibile; inoltre, la quantità di B aggiunta deve essere scelta intorno a 0,5% - 1,5%, mentre la quantità di C aggiunta dipende dal livello di ossigeno contenuto nella polvere di SiC. Composizione chimica SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Forma e dimensione delle particelle: la forma delle particelle è quasi sferica per ottenere un impilamento più compatto.
        L'aggiunta di B4C e C appartiene alla categoria della sinterizzazione in fase solida, che richiede temperature di sinterizzazione più elevate.La forza motrice della sinterizzazione del SiC è: la differenza tra l'energia superficiale delle particelle di polvere (Eb) e la superficie di oscillazione dei grani del corpo policristallino sinterizzato (Es), che porta a una diminuzione dell'energia libera del sistema. Drogato con una quantità appropriata di B4C, il B4C si trova sul confine di grano del SiC durante la sinterizzazione, formando parzialmente una soluzione solida con il SiC, riducendo così la capacità del confine di grano del SiC. Il drogaggio di una moderata quantità di C libero è vantaggioso per la sinterizzazione in fase solida perché la superficie del SiC è solitamente ossidata, con conseguente generazione di una piccola quantità di Si02, e l'aggiunta di una moderata quantità di C aiuta a rimuovere la riduzione del film di Si02 sulla superficie del SiC, aumentando così l'energia superficiale Eb.
         Il sistema SiC subisce decomposizione e sublimazione a 1,013x105Pa e ad una temperatura superiore a 1880°C. Il sistema SiC contiene fasi gassose come Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 e così via, e la differenza di temperatura è il motore fondamentale del processo di sublimazione durante la crescita dei cristalli di SiC, e l'intero processo è dominato dal trasporto di massa. Queste varie fasi gassose nel sistema SiC si aggregano sulla madre del cristallo SiC per diffusione, portando alla crescita di particelle di cristallo SiC. Per i campioni del sistema di ausilio alla sinterizzazione C+B4C, la temperatura di sinterizzazione richiesta è più alta a causa della sinterizzazione prevalentemente in fase solida, e l'argon viene introdotto come atmosfera protettiva a circa 1300 °C, poiché l'argon è favorevole a ridurre la decomposizione del SiC ad alte temperature superiori a 1300 °C. Per misurare la qualità del corpo sinterizzato di SiC sono necessarie due condizioni: una bassa porosità, il più densa possibile, e un grano il più piccolo possibile.