シリコン炭化物セラミックには、より多くの毛穴と密度がありますか？
2023-07-03
1.3中国のバルク密度と見かけの多孔性に対するカーボンブラック含有量の影響
図3は、異なる炭素黒添加を伴う中国のバルク密度と見かけの多孔性を示しています。図3から、2＃サンプルグリーンボディのバルク密度が最大であり、セラミックフランジ1.47 g.CM-3であることがわかります。緑の体の見かけの多孔性は小さく、32.4％です。ただし、見かけの多孔度は小さすぎてはなりません。そうしないと、シリコンに浸透するのは容易ではありません。
2.位相組成
図4は、2＃サンプルグリーンボディのXRDパターンであり、1720年に発射された後のサンプルです。図から、2＃サンプルグリーンボディにグラファイトとβ-SICが含まれており、発射されたサンプルにはSi、β-SIC、およびα-SICが含まれていることがわかります。これは、サンプルのβ-SICの一部が高温発火後にセラミックカビα-SICに変換されたためです。また、高温のシリコニング反応発火後のサンプルには、より多くのSI成分とより少ないC成分があることがわかります。その理由は、緑色にSI含有粉末が埋め込まれ、高温でシリコンに浸透しているためです。反応焼結の間、SiはCと反応してSICを形成し、毛穴を満たします。
3.微細構造
3.1異なるサンプルの破壊形態
図5は、異なるサンプルの破壊形態を示しています。図5から、炭化物、グラファイト、毛穴が細かく存在することが観察できます。その中で、1＃、4＃、および5＃のサンプルには、大きな直径、多くの毛穴、不均一な分布を持つ比較的多くのフレークがあります。つまり、粒子サイズ分布は均一ではありません。ユニフォーム、それはスラリーの調製中の不均一な混合が原因である可能性があり、システムの不均一な分散と不安定性をもたらし、その後、得られた中国は密度が小さく、多孔性が大きくなります。微視的な形態は、カーボンブラックの最適な添加量が5.94％（W）、つまり2＃サンプルであることを示しています。
3.2燃焼後の2＃サンプルの破壊形態
図6は、1720年に発射された後のサンプル2＃の骨折形態を示しています。それは、次のことを見ることができます：炭化シリコン粒子は密接に分布しており、比較的均一であり、基本的には毛穴はありません。シリコン炭化物粒子は成長傾向を示しています。これは、穀物の成長が高温でセラミック部分を引き起こしたためです。この図はまた、いくつかの小さなシリコン炭化物粒子が、反応焼結によって新しく生成されたSICである元のフレームワークシリコン炭化物粒子に分布していることを示しています。同時に、焼結の後の緑色のボイドの凝固とSi蒸気の冷却によって残されたいくつかの残留Siもあります。これにより、XRD測定の結果がさらに検証されます。残留Siの存在は、元の細孔を満たし、ストレス集中を減らすことができます。ただし、SIの融点が低いため、製品の高温性能に影響します。発火後、製品のバルク密度は3.02 g・cm-3であり、曲げ強度は580 MPaに達します。これは、通常の反応焼結炭化物の強度の2倍以上です。
結論は
（1）フルファインパウダー炭化物セラミックの調製に使用されるスラリーの最適な攪拌時間は4時間です。グラファイトを追加した後、スラリーの粘度が低下し、緑色の体のバルク密度が増加し、見かけの多孔度が減少し、フルファインパウダーパウダー炭化物セラミックの密度が増加します。
（2）フルファインパウダー炭化物セラミックを準備する場合、カーボンブラックのセラミックチップ最適添加量は5.94％です（W）。
（3）発射後、シリコン炭化物粒子は密接に分布し、比較的均一であり、基本的には毛穴はありません。シリコン炭化物粒子は成長傾向を示し、発射された生成物の密度は3.02 g・cm-3であり、曲げ強度は580 MPaです。炭化シリコンセラミックは、機械的強度と密度が大幅に改善されています。
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