L'effetto della dimensione delle particelle di polvere di carburo di silicio sulla densificazione della sinterizzazione ceramica

Dopo la sinterizzazione con una miscela di polveri grossolane e fini, il legame delle particelle ceramiche SiC è più piccolo e più stretto rispetto alla sinterizzazione con polvere singola. A causa della moderata differenza nella dimensione delle particelle tra le polveri grossolane e fini utilizzate, le particelle fini possono riempire meglio i pori tra le particelle grossolane. Pertanto, dopo la sinterizzazione, la dimensione del grano è più uniforme e la distribuzione del carbonio e dei pori è più uniforme, senza aggregazioni evidenti o crescita anomala dei grani.

Il carburo di silicio a grana grossa utilizzato ha una dimensione delle particelle maggiore e il riempimento di particelle fini non è sufficiente. Pertanto, si può osservare che dopo la sinterizzazione vi è un insufficiente legame dei grani, una distribuzione dimensionale non uniforme e una distribuzione non uniforme dei pori. Quando si utilizza una singola piccola polvere di carburo di silicio per la sinterizzazione, le particelle più fini della polvere di carburo di silicio mostrano una crescita dei grani intrecciata, un legame più stretto e una distribuzione dei pori più uniforme dopo la sinterizzazione, mentre le particelle più grossolane mostrano una crescita dei grani irregolare, una distribuzione non uniforme dei pori e una tendenza all’aumento dopo la sinterizzazione.

La resistenza alla flessione e la densità dei campioni sinterizzati utilizzando una miscela di polveri grossolane e fini di carburo di silicio sono superiori rispetto a quelli sinterizzati utilizzando una singola polvere, che è coerente con la microstruttura. La densità e la resistenza alla flessione dei campioni ceramici SiC sinterizzati hanno raggiunto 3,13 g/cm3 e 410 Mpa, leggermente superiori rispetto ai campioni sinterizzati con una singola polvere. Sebbene vi sia ancora un divario significativo nelle sue proprietà meccaniche rispetto ai campioni sinterizzati con una singola polvere, ciò può comunque fornire un'idea per la sinterizzazione a pressione atmosferica a basso costo delle ceramiche SiC. Gli esperimenti hanno dimostrato che se la distribuzione delle particelle delle polveri grossolane e fini di carburo di silicio è ottimizzata in una proporzione ragionevole, è altamente possibile utilizzare polveri parzialmente miscelate per sostituire tutte le polveri a particelle fini per ottenere la sinterizzazione con densificazione a pressione atmosferica della ceramica SiC.