Sinterização em fase sólida de carboneto de silício sinterizado à pressão atmosférica

         A sinterização da cerâmica de carboneto de silício contendo elementos C e B4C como auxiliares de sinterização é uma sinterização em fase sólida, e o processo de sinterização é controlado principalmente pelo mecanismo de difusão, com uma temperatura óptima de sinterização de 2150°C. O processo de sinterização é simples e fácil de controlar. Adicionar o teor adequado de aditivos de sinterização C+B4C ao processo de sinterização do carboneto de silício sinterizado é simples e fácil de controlar, a sinterização da cerâmica em comparação com o tarugo tem cerca de 30% de volume de retração, é possível obter uma maior densidade e propriedades mecânicas das cerâmicas especiais de carboneto de silício. Atualmente, os aditivos de sinterização habitualmente utilizados são B4C + C, BN + C, BP (fosforeto de boro) + C, AI + C, AIN + C e assim por diante. Adicionar o conteúdo adequado do processo de sinterização sem pressão C + B4C SiC, o processo para este tipo de sic sinterizado é simples, fácil de controlar, a densidade do material é maior, a densidade máxima de 3,169/cm3 (densidade relativa de 98,75%); as propriedades mecânicas são melhores, a resistência máxima à compressão de 550MPa.
         A matéria-prima de carboneto de silício é, de preferência, um micropó simples com valor D50 de 0,5 - 0,8 mícron. Normalmente, trata-se de microns de carboneto de silício verde tratados quimicamente com uma área de superfície específica de 20 m3/g. E o teor de oxigénio deve ser o mais baixo possível; além disso, a quantidade de B adicionada deve ser escolhida para ser cerca de 0,5% - 1,5%, enquanto a quantidade de C adicionada depende do nível de teor de oxigénio no pó de SiC. Composição química SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Forma da partícula e composição do tamanho, a forma da partícula é quase esférica, a fim de alcançar o empilhamento mais compacto.
        A adição de B4C e C pertence à categoria de sinterização em fase sólida, que requer temperaturas de sinterização mais elevadas. A força motriz da sinterização do SiC é: a diferença entre a energia superficial das partículas de pó (Eb) e a superfície oscilante dos grãos do corpo sinterizado policristalino (Es), o que leva a uma diminuição da energia livre do sistema. Dopado com uma quantidade adequada de B4C, o B4C está no limite do grão de SiC durante a sinterização, formando parcialmente uma solução sólida com SiC, reduzindo assim a capacidade de limite do grão de SiC. A dopagem de uma quantidade moderada de C livre é benéfica para a sinterização em fase sólida porque a superfície do SiC é normalmente oxidada, resultando na geração de uma pequena quantidade de Si02, e a adição de uma quantidade moderada de C ajuda a fazer com que a redução do filme de Si02 na superfície do SiC seja removida, aumentando assim a energia de superfície Eb.
         O sistema SiC sofre decomposição e sublimação a 1,013x105Pa e a uma temperatura superior a 1880°C. O sistema SiC contém fases gasosas como Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2, etc., e a diferença de temperatura é o fator fundamental do processo de sublimação durante o crescimento dos cristais de SiC, e todo o processo é dominado pelo transporte de massa. Estas várias fases de gás no sistema SiC coalescem na mãe de cristal SiC por difusão, levando ao crescimento de partículas de cristal SiC. Para as amostras do sistema auxiliar de sinterização C+B4C, a temperatura de sinterização necessária é mais elevada devido à sinterização predominantemente em fase sólida, e o árgon é passado como atmosfera protetora a cerca de 1300 °C, porque o árgon é favorável à redução da decomposição do SiC a altas temperaturas acima de 1300 °C. Medir a qualidade do corpo sinterizado de SiC tem duas condições necessárias: baixa porosidade tão densa quanto possível; o grão tão pequeno quanto possível.