Sinterizarea în fază solidă a carburii de siliciu sinterizate la presiune atmosferică

         Sinterizarea ceramicii din carbură de siliciu care conține elemente C și B4C ca auxiliare de sinterizare este o sinterizare în fază solidă, iar procesul de sinterizare este controlat în principal de mecanismul de difuzie, cu o temperatură optimă de sinterizare de 2150°C. Procesul de sinterizare este simplu și ușor de controlat. Adăugarea conținutului adecvat de aditivi de sinterizare C + B4C în procesul de sinterizare a carburii de siliciu sinterizate este simplă și ușor de controlat, sinterizarea ceramicii în comparație cu lingoul are o contracție de volum de aproximativ 30%, se poate obține o densitate mai mare, proprietăți mecanice ale ceramicii speciale din carbură de siliciu. În prezent, aditivii de sinterizare frecvent utilizați sunt B4C + C, BN + C, BP (fosfură de bor) + C, AI + C, AIN + C și așa mai departe. Adăugați conținutul corespunzător de C + B4C SiC în procesul de sinterizare fără presiune, procesul pentru acest tip de sinterizare este simplu, ușor de controlat, densitatea materialului este mai mare, densitatea maximă de 3,169/cm3 (densitatea relativă de 98,75%); proprietățile mecanice sunt mai bune, rezistența maximă la compresiune de 550MPa.
         Materia primă de carbură de siliciu este, de preferință, micropulbere unică cu o valoare D50 de 0,5 - 0,8 microni. De obicei, este vorba de microni de carbură de siliciu verde tratați chimic, cu o suprafață specifică de 20 m3/g. Iar conținutul de oxigen trebuie să fie cât mai scăzut posibil; în plus, cantitatea de B adăugată trebuie aleasă să fie de aproximativ 0,5% - 1,5%, în timp ce cantitatea de C adăugată depinde de nivelul conținutului de oxigen din pulberea de SiC. Compoziția chimică SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Forma și compoziția dimensiunilor particulelor, forma particulelor este aproape sferică pentru a obține cea mai compactă stivuire.
        Adăugarea de B4C și C face parte din categoria sinterizării în fază solidă, care necesită temperaturi de sinterizare mai ridicate. forța motrice a sinterizării SiC este: diferența dintre energia de suprafață a particulelor de pulbere (Eb) și suprafața de oscilație a granulelor corpului policristalin sinterizat (Es), ceea ce duce la o scădere a energiei libere a sistemului. Dopat cu o cantitate adecvată de B4C, B4C se află pe limita grăunților de SiC în timpul sinterizării, formând parțial o soluție solidă cu SiC, reducând astfel capacitatea limitei grăunților de SiC. Doparea cu o cantitate moderată de C liber este benefică pentru sinterizarea în fază solidă, deoarece suprafața SiC este de obicei oxidată, ceea ce duce la generarea unei cantități mici de Si02, iar adăugarea unei cantități moderate de C ajută la eliminarea reducerii filmului de Si02 de pe suprafața SiC, crescând astfel energia de suprafață Eb.
         Sistemul SiC suferă descompunere și sublimare la 1,013x105Pa și o temperatură mai mare de 1880°C. Sistemul SiC conține faze gazoase precum Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 și așa mai departe, iar diferența de temperatură este motorul fundamental al procesului de sublimare în timpul creșterii cristalelor de SiC, iar întregul proces este dominat de transportul de masă. Aceste diferite faze gazoase din sistemul SiC se unesc pe cristalul SiC mamă prin difuzie, ducând la creșterea particulelor de cristal SiC. Pentru probele din sistemul de ajutor la sinterizare C+B4C, temperatura de sinterizare necesară este mai ridicată din cauza sinterizării predominante în fază solidă, iar argonul este introdus ca atmosferă de protecție la aproximativ 1300 °C, deoarece argonul este favorabil pentru reducerea descompunerii SiC la temperaturi ridicate de peste 1300 °C. Măsurarea calității corpului de SiC sinterizat are două condiții necesare: porozitate scăzută, cât mai densă posibil; granulație cât mai mică posibil.