Твердофазне спікання спеченого карбіду кремнію при атмосферному тиску

         Спікання кераміки з карбіду кремнію, що містить елементи C і B4C в якості допоміжних речовин, є твердофазним спіканням, і процес спікання в основному контролюється дифузійним механізмом, з оптимальною температурою спікання 2150°C. Процес спікання простий і легко контролюється. Додайте відповідний вміст добавок C + B4C для спікання спеченого карбіду кремнію, процес спікання простий і легко контролюється, керамічне спікання в порівнянні з заготівлею має близько 30% об'ємної усадки, можна отримати більш високу щільність, механічні властивості спеціальної кераміки з карбіду кремнію. В даний час загальновживаними добавками для спікання є B4C + C, BN + C, BP (фосфід бору) + C, AI + C, AIN + C тощо. Додайте відповідний вміст C + B4C SiC процес спікання без тиску, процес для цього виду спеченого sic простий, легко контролюється, щільність матеріалу вища, максимальна щільність 3,169 / см3 (відносна щільність 98,75%); механічні властивості кращі, максимальна міцність на стиск 550 МПа.
         Сировиною для карбіду кремнію переважно є окремий мікропорошок D50 розміром 0,5 - 0,8 мкм. Зазвичай це хімічно оброблені зелені мікрони карбіду кремнію з питомою поверхнею 20 м3/г. Вміст кисню повинен бути якомога нижчим; крім того, кількість доданого B слід вибирати приблизно 0,5% - 1,5%, тоді як кількість доданого C залежить від рівня вмісту кисню в порошку SiC. Хімічний склад SIC>99%, F-C<0,1, Si+SiO2<0,1, Fe2O3<0,08. Форма частинок і розмірний склад, форма частинок майже сферична, щоб досягти найбільш компактного укладання.
        Додавання B4C і C належить до категорії твердофазного спікання, що вимагає більш високих температур спікання. Рушійною силою спікання SiC є: різниця між поверхневою енергією частинок порошку (Eb) і поверхнею коливання зерен полікристалічного тіла, що спікається (Es), що призводить до зменшення вільної енергії системи. Легований відповідною кількістю B4C, B4C знаходиться на межі зерен SiC під час спікання, частково утворюючи твердий розчин з SiC, таким чином зменшуючи ємність межі зерен SiC. Легування помірною кількістю вільного вуглецю є корисним для твердофазного спікання, оскільки поверхня SiC зазвичай окислюється, що призводить до утворення невеликої кількості Si02, а додавання помірної кількості вуглецю сприяє зменшенню плівки Si02 на поверхні SiC, тим самим збільшуючи поверхневу енергію Eb.
         Система SiC піддається розкладанню і сублімації при тиску 1,013x105Па і температурі понад 1880°C. Система SiC містить газові фази, такі як Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 і т.д., і різниця температур є основною рушійною силою процесу сублімації під час росту кристалів SiC, і в усьому процесі домінує масоперенос. Ці різні газові фази в системі SiC об'єднуються на кристалічній підкладці SiC шляхом дифузії, що призводить до росту кристалічних частинок SiC. Для зразків із застосуванням системи C+B4C необхідна температура спікання є вищою через переважно твердофазне спікання, а аргон подається в якості захисної атмосфери при температурі близько 1300 °C, оскільки аргон сприяє зменшенню розкладання SiC при високих температурах вище 1300 °C. Вимірювання якості спеченого SiC тіла має дві необхідні умови: низька пористість і якомога більша щільність; зерно має бути якомога меншим.