Festphasensintern von gesintertem Siliziumkarbid

Siliziumkarbidkeramik, die C- und B4C-Elemente als Sinterhilfsmittel enthält, ist eine Festphasen-Sinterkeramik, und der Sinterprozess wird hauptsächlich durch den Diffusionsmechanismus gesteuert, mit einer optimalen Sintertemperatur von 2150°C. Der Sinterprozess wird durch einen Diffusionsmechanismus gesteuert. Fügen Sie den entsprechenden Gehalt an C + B4C Sinterzusatzstoffe druckfrei gesintert Siliziumkarbid, ist dieser Prozess einfach und leicht zu kontrollieren, Keramik-Sintern im Vergleich zu den Knüppel hat etwa 30% Volumenschrumpfung, können Sie eine höhere Dichte, gute mechanische Eigenschaften von Siliziumkarbid-Keramik zu erhalten. Derzeit sind die häufig verwendeten Sinterzusatzstoffe B4C + C, BN + C, BP (Borphosphid) + C, AI + C, AIN + C und so weiter. Fügen Sie den entsprechenden Inhalt von C + B4C SiC drucklosen Sinterprozess, auch bekannt als Atmosphärendrucksintern von Siliziumkarbid, dieses gesinterte Siliziumkarbid Prozess ist einfach und leicht zu kontrollieren, die Materialdichte ist höher, die maximale Dichte von 3,16g/cm3 (relative Dichte von 98,75%); mechanische Eigenschaften sind besser, die maximale Druckfestigkeit von 550MPa.
Das Siliziumkarbid-Rohmaterial ist vorzugsweise ein einzelnes Mikropulver mit einem D50-Wert von 0,5 – 0,8 Mikron. In der Regel handelt es sich um chemisch behandeltes grünes Siliciumcarbid-Mikron mit einer spezifischen Oberfläche von 20 m2/g. Der Sauerstoffgehalt sollte so niedrig wie möglich sein; außerdem sollte der Zusatz von B bei etwa 0,5 – 1,5 % liegen, während der Zusatz von C vom Sauerstoffgehalt im SiC-Pulver abhängt. Chemische Zusammensetzung SIC＞99%, F-C＜0,1, Si+SiO2＜0,1, Fe2O3＜0,08. Partikelform und -größe: Die Partikelform ist nahezu kugelförmig, um eine möglichst kompakte Stapelung zu erreichen.
Die Zugabe von B4C und C gehört zur Kategorie der Festphasensinterung, die höhere Sintertemperaturen erfordert. Die treibende Kraft der SiC-Sinterung ist die Differenz zwischen der Oberflächenenergie der Pulverteilchen (Eb) und dem Es der Körner des polykristallinen Sinterkörpers, was zu einer Abnahme der freien Energie des Systems führt. Bei einer mäßigen Dotierung mit B4C befindet sich B4C während des Sinterns an der SiC-Korngrenze und bildet teilweise eine feste Lösung mit SiC, wodurch die Korngrenzenkapazität von SiC verringert wird. Die Dotierung mit einer mäßigen Menge an freiem C ist für das Festphasensintern von Vorteil, da die SiC-Oberfläche normalerweise oxidiert wird, was zur Bildung einer geringen Menge Si02 führt, und die Zugabe einer mäßigen Menge an C dazu beiträgt, dass der Si02-Film auf der SiC-Oberfläche entfernt wird, was die Oberflächenenergie Eb verbessert.
Das SiC-System unterliegt der Zersetzung und Sublimation bei einem Druck von 1,013x105Pa und einer Temperatur von mehr als 1880°C. Das SiC-System enthält Gasphasen wie Si, Si2, Si3, C, C2, C3, C4, C5, SiC, Si2C, SiC2 usw., und der Temperaturunterschied ist der grundlegende Treiber des Sublimationsprozesses während des Wachstums der SiC-Kristalle, und der gesamte Prozess wird durch den Massentransport dominiert. Diese verschiedenen Gasphasen im SiC-System verschmelzen durch Diffusion mit der SiC-Kristallmutter, was zum Wachstum der SiC-Kristallpartikel führt. Bei den Proben des C+B4C-Sinterhilfssystems ist die erforderliche Sintertemperatur aufgrund der überwiegenden Festphasensinterung höher, und bei etwa 1300 °C wird Argon als Schutzatmosphäre eingeleitet, da Argon die Zersetzung von SiC bei hohen Temperaturen oberhalb von 1300 °C günstig abmildert. Für die Messung der Qualität von SiC-Sinterkörpern sind zwei Bedingungen erforderlich: eine möglichst dichte Porosität und ein möglichst kleines Korn.