Spekanie spekaného karbidu kremíka v tuhej fáze pri atmosférickom tlaku

         Spekanie keramiky z karbidu kremíka, ktorá obsahuje prvky C a B4C ako spekanie podporné látky, je spekanie v tuhej fáze a proces spekania je riadený najmä difúznym mechanizmom, pričom optimálna teplota spekania je 2150 °C. Proces spekania je jednoduchý a ľahko kontrolovateľný. Pridanie vhodného obsahu C + B4C spekárskych prísad spekaného karbidu kremíka Proces spekania je jednoduchý a ľahko kontrolovateľný, spekanie keramiky v porovnaní s polotovarom má približne 30% objemového zmrštenia, môžete získať vyššiu hustotu, mechanické vlastnosti špeciálnej keramiky z karbidu kremíka. V súčasnosti sa bežne používajú spekárske prísady B4C + C, BN + C, BP (fosfid bóru) + C, AI + C, AIN + C atď. Pridaním vhodného obsahu C + B4C SiC do beztlakového spekania je proces pre tento druh spekaného siku jednoduchý, ľahko kontrolovateľný, hustota materiálu je vyššia, maximálna hustota 3,169/cm3 (relatívna hustota 98,75%); mechanické vlastnosti sú lepšie, maximálna pevnosť v tlaku 550 MPa.
         Surovina karbidu kremíka má prednostne hodnotu D50 0,5 - 0,8 mikrónu v podobe jednoduchého mikroprášku. Zvyčajne ide o chemicky upravený zelený karbid kremíka s mikrometrami so špecifickým povrchom 20 m3/g. A obsah kyslíka by mal byť čo najnižší; okrem toho by sa malo zvoliť množstvo pridaného B približne 0,5% - 1,5%, zatiaľ čo množstvo pridaného C závisí od úrovne obsahu kyslíka v SiC prášku. Chemické zloženie SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Tvar a veľkostné zloženie častíc, tvar častíc je takmer guľovitý, aby sa dosiahlo čo najkompaktnejšie stohovanie.
        Prídavok B4C a C patrí do kategórie spekania v pevnej fáze, ktoré si vyžaduje vyššie teploty spekania.Hnacou silou spekania SiC je: rozdiel medzi povrchovou energiou častíc prášku (Eb) a kmitavým povrchom zŕn polykryštalického spekaného telesa (Es), čo vedie k zníženiu voľnej energie systému. Dopovaný vhodným množstvom B4C sa B4C počas spekania nachádza na hranici zŕn SiC, pričom čiastočne tvorí pevný roztok s SiC, čím sa znižuje kapacita hranice zŕn SiC. Dopovanie mierneho množstva voľného C je výhodné pre spekanie v pevnej fáze, pretože povrch SiC je zvyčajne oxidovaný, čo vedie k tvorbe malého množstva Si02, a pridanie mierneho množstva C pomáha, aby sa redukcia filmu Si02 na povrchu SiC odstránila, čím sa zvyšuje povrchová energia Eb.
         Systém SiC podlieha rozkladu a sublimácii pri tlaku 1,013x105Pa a teplote vyššej ako 1880 °C. Systém SiC obsahuje plynné fázy ako Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 atď. a teplotný rozdiel je základným faktorom procesu sublimácie počas rastu kryštálov SiC a celému procesu dominuje transport hmoty. Tieto rôzne plynné fázy v systéme SiC sa difúziou zlučujú na matrici kryštálu SiC, čo vedie k rastu častíc kryštálu SiC. V prípade vzoriek systému C+B4C s pomocným spekaním je požadovaná teplota spekania vyššia z dôvodu prevažne pevnofázového spekania a argón sa privádza ako ochranná atmosféra pri teplote približne 1300 °C, pretože argón je priaznivý na zníženie rozkladu SiC pri vysokých teplotách nad 1300 °C. Meranie kvality spekaného telesa SiC má dve nevyhnutné podmienky: nízka pórovitosť, čo najhustejšia; čo najmenšie zrno.