炭化ケイ素焼結体の大気圧固相焼成

         焼結助剤としてCおよびB4C元素を含む炭化ケイ素セラミックの焼結は固相焼結であり、焼結プロセスは主に拡散メカニズムによって制御され、最適焼結温度は2150℃である。焼結プロセスは単純で、制御が容易である。焼結炭化ケイ素の焼結添加剤のC + B4Cの適切なコンテンツを追加する焼結プロセスは、ビレットに比べてセラミック焼結は約30%の体積収縮を持っている制御するのは簡単で簡単です、あなたはより高い密度、炭化ケイ素特殊セラミックスの機械的特性を得ることができます。現在、一般的に使用されている焼結添加剤は、B4C＋C、BN＋C、BP（リン化ホウ素）＋C、AI＋C、AIN＋Cなどです。C + B4C SiC無圧焼結プロセスの適切なコンテンツを追加し、この種の焼結シックのためのプロセスは、制御が簡単で、材料密度が高く、3.169/cm3の最大密度（98.75%の相対密度）である;機械的特性が優れており、550MPaの最大圧縮強度。
         炭化ケイ素原料は、好ましくはD50値が0.5～0.8ミクロンの単体微粉末である。通常、比表面積20m3/gの化学処理されたグリーン炭化ケイ素ミクロンである。さらに、Bの添加量は0.5%～1.5%程度に選択し、Cの添加量はSiC粉末中の酸素含有量に依存する。化学組成 SIC>99%、F-C<0.1、Si+SiO2<0.1、Fe2O3<0.08。粒子形状および粒子径組成、最もコンパクトな積層を達成するために、粒子形状はほぼ球形である。
        B4CとCの添加は固相焼結の範疇に属し、より高い焼結温度を必要とする。SiC焼結の駆動力は、粉末粒子の表面エネルギー（Eb）と多結晶焼結体の結晶粒の揺らぎ面（Es）の差であり、系の自由エネルギーの減少につながる。適量のB4Cをドープすると、焼結時にB4CがSiC粒界に存在し、部分的にSiCと固溶体を形成するため、SiCの粒界容量が低下する。適度な量の遊離Cのドーピングは、固相焼結に有益である。SiC表面は通常酸化され、少量のSi02が生成されるが、適度な量のCの添加は、SiC表面のSi02膜の還元を除去させ、表面エネルギーEbを増加させるのに役立つからである。
         SiC系は1.013x105Pa、1880℃以上で分解・昇華する。SiC系には、Si、Si2、Si3、C、C2、C3、C4、C5、SiC、Si2C、SiC2などの気相が存在し、温度差がSiC結晶成長中の昇華過程の基本的な原動力となり、全過程が物質輸送によって支配される。SiC系におけるこれらの様々な気相は、拡散によってSiC結晶母相上に合体し、SiC結晶粒子の成長につながる。C+B4C焼結助剤系の試料では、固相焼結が主体となるため必要焼結温度が高くなり、アルゴンは1300℃以上の高温でのSiCの分解を抑えるのに有利であるため、1300℃付近で保護雰囲気としてアルゴンを通過させる。SiC焼結体の品質を測定するには、気孔率ができるだけ低く緻密であること、結晶粒ができるだけ小さいことの2つの条件が必要である。