Spiekanie w fazie stałej spiekanego węglika krzemu pod ciśnieniem atmosferycznym

         Spiekanie ceramiki z węglika krzemu zawierającej pierwiastki C i B4C jako środki pomocnicze do spiekania to spiekanie w fazie stałej, a proces spiekania jest kontrolowany głównie przez mechanizm dyfuzji, z optymalną temperaturą spiekania 2150 ° C. Proces spiekania jest prosty i łatwy do kontrolowania. Dodanie odpowiedniej zawartości dodatków spiekalniczych C + B4C spiekanego procesu spiekania węglika krzemu jest proste i łatwe do kontrolowania, spiekanie ceramiki w porównaniu do kęsa ma około 30% skurczu objętościowego, można uzyskać wyższą gęstość, właściwości mechaniczne specjalnej ceramiki z węglika krzemu. Obecnie powszechnie stosowanymi dodatkami do spiekania są B4C + C, BN + C, BP (fosforek boru) + C, AI + C, AIN + C i tak dalej. Po dodaniu odpowiedniej zawartości C + B4C SiC proces spiekania bezciśnieniowego jest prosty, łatwy do kontrolowania, gęstość materiału jest wyższa, maksymalna gęstość wynosi 3,169/cm3 (gęstość względna 98,75%); właściwości mechaniczne są lepsze, maksymalna wytrzymałość na ściskanie wynosi 550 MPa.
         Surowiec z węglika krzemu ma korzystnie wartość D50 0,5 - 0,8 mikrona pojedynczego mikroproszku. Zwykle są to poddane obróbce chemicznej mikrony zielonego węglika krzemu o powierzchni właściwej 20 m3/g. Zawartość tlenu powinna być jak najniższa; ponadto ilość dodanego B powinna wynosić około 0,5% - 1,5%, podczas gdy ilość dodanego C zależy od poziomu zawartości tlenu w proszku SiC. Skład chemiczny SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Kształt i rozmiar cząstek, kształt cząstek jest prawie kulisty, aby uzyskać najbardziej zwarty układ.
        Dodatek B4C i C należy do kategorii spiekania w fazie stałej, które wymaga wyższych temperatur spiekania. Siła napędowa spiekania SiC to: różnica między energią powierzchniową cząstek proszku (Eb) a chybotliwą powierzchnią ziaren polikrystalicznego spiekanego ciała (Es), co prowadzi do zmniejszenia energii swobodnej układu. Domieszkowany odpowiednią ilością B4C, B4C znajduje się na granicy ziaren SiC podczas spiekania, częściowo tworząc stały roztwór z SiC, zmniejszając w ten sposób pojemność granicy ziaren SiC. Domieszkowanie umiarkowaną ilością wolnego C jest korzystne dla spiekania w fazie stałej, ponieważ powierzchnia SiC jest zwykle utleniana, co powoduje wytwarzanie niewielkiej ilości Si02, a dodanie umiarkowanej ilości C pomaga usunąć redukcję warstwy Si02 na powierzchni SiC, zwiększając w ten sposób energię powierzchniową Eb.
         Układ SiC ulega rozkładowi i sublimacji przy ciśnieniu 1,013x105Pa i temperaturze wyższej niż 1880°C. Układ SiC zawiera fazy gazowe, takie jak Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 i tak dalej, a różnica temperatur jest podstawowym czynnikiem napędzającym proces sublimacji podczas wzrostu kryształów SiC, a cały proces jest zdominowany przez transport masy. Te różne fazy gazowe w układzie SiC łączą się na matce kryształu SiC poprzez dyfuzję, prowadząc do wzrostu cząstek kryształu SiC. W przypadku próbek układu wspomagającego spiekanie C+B4C wymagana temperatura spiekania jest wyższa ze względu na spiekanie głównie w fazie stałej, a argon jest wprowadzany jako atmosfera ochronna w temperaturze około 1300 °C, ponieważ argon sprzyja zmniejszeniu rozkładu SiC w wysokich temperaturach powyżej 1300 °C. Pomiar jakości spiekanego korpusu SiC ma dwa niezbędne warunki: niska porowatość tak gęsta, jak to możliwe; ziarno tak małe, jak to możliwe.