Твердофазное спекание спеченного карбида кремния при атмосферном давлении

         Спекание керамики из карбида кремния, содержащей элементы C и B4C в качестве агломератов, является твердофазным спеканием, и процесс спекания в основном контролируется диффузионным механизмом, а оптимальная температура спекания составляет 2150°C. Процесс спекания прост и легко контролируется. Добавить соответствующее содержание C + B4C спекания добавки спеченного карбида кремния спекания процесс прост и легко контролировать, керамические спекания по сравнению с заготовкой имеет около 30% объемной усадки, вы можете получить более высокую плотность, механические свойства карбида кремния специальной керамики. В настоящее время широко используются добавки для спекания B4C + C, BN + C, BP (фосфид бора) + C, AI + C, AIN + C и так далее. Добавить соответствующее содержание C + B4C SiC без давления спекания процесс, процесс для этого вида спеченного sic является простым, легко контролировать, плотность материала выше, максимальная плотность 3,169/см3 (относительная плотность 98,75%); механические свойства лучше, максимальная прочность на сжатие 550MPa.
         Сырье карбида кремния предпочтительно имеет значение D50 0,5 - 0,8 микрон в виде отдельного микропорошка. Обычно это химически обработанные зеленые микропорошки карбида кремния с удельной поверхностью 20 м3/г. Содержание кислорода должно быть как можно ниже; кроме того, количество добавляемого B должно составлять около 0,5% - 1,5%, а количество добавляемого C зависит от уровня содержания кислорода в порошке SiC. Химический состав SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Форма и размер частиц, форма частиц почти сферическая для достижения наиболее компактной укладки.
        Добавление B4C и C относится к категории твердофазного спекания, которое требует более высоких температур спекания.Движущей силой спекания SiC является: разница между поверхностной энергией частиц порошка (Eb) и поверхностью колебания зерен поликристаллического спеченного тела (Es), что приводит к уменьшению свободной энергии системы. Допированный соответствующим количеством B4C, B4C находится на границе зерен SiC во время спекания, частично образуя твердый раствор с SiC, тем самым снижая зернограничную емкость SiC. Допирование умеренным количеством свободного C полезно для твердофазного спекания, потому что поверхность SiC обычно окисляется, что приводит к образованию небольшого количества Si02, а добавление умеренного количества C способствует уменьшению пленки Si02 на поверхности SiC, тем самым увеличивая поверхностную энергию Eb.
         Система SiC подвергается разложению и сублимации при давлении 1,013x105 Па и температуре более 1880°C. Система SiC содержит такие газовые фазы, как Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 и так далее, а разница температур является основным фактором процесса сублимации во время роста кристаллов SiC, и во всем процессе доминирует массоперенос. Эти различные газовые фазы в системе SiC коалесцируют на материнском кристалле SiC путем диффузии, что приводит к росту частиц кристалла SiC. Для образцов с системой вспомогательного спекания C+B4C требуемая температура спекания выше из-за преимущественно твердофазного спекания, и аргон подается в качестве защитной атмосферы при температуре около 1300 °C, поскольку аргон благоприятствует уменьшению разложения SiC при высоких температурах выше 1300 °C. Для измерения качества спеченного тела SiC необходимо соблюдение двух условий: низкая пористость, как можно более плотная; зерно как можно более мелкое.