Влияние размера частиц порошка карбида кремния на уплотнение спекания керамики
После спекания смесью крупнозернистого и мелкодисперсного порошков связь керамических частиц SiC меньше и прочнее по сравнению со спеканием одного порошка. Из-за умеренной разницы в размере частиц между используемыми крупными и мелкими порошками мелкие частицы могут лучше заполнять поры между крупными частицами. Таким образом, после спекания размер зерна становится более постоянным, а распределение углерода и пор более равномерным, без явной агрегации или аномального роста зерен.
Используемый крупнозернистый карбид кремния имеет более крупный размер частиц, и наполнение мелкими частицами недостаточно. Таким образом, можно наблюдать, что после спекания наблюдается недостаточная связь зерен, неравномерное распределение размеров и неравномерное распределение пор. При использовании одного небольшого порошка карбида кремния для спекания более мелкие частицы порошка карбида кремния демонстрируют переплетенный рост зерен, более прочную связь и более равномерное распределение пор после спекания, в то время как более крупные частицы демонстрируют неравномерный рост зерен, неравномерное распределение пор и тенденция к увеличению после спекания.
Прочность на изгиб и плотность образцов, спеченных с использованием смеси крупнозернистого и мелкодисперсного порошков карбида кремния, выше, чем у образцов, спеченных с использованием одного порошка, что соответствует микроструктуре. Плотность и прочность на изгиб спеченных образцов SiC-керамики достигала 3,13 г/см3 и 410 МПа, что несколько выше, чем у образцов, спеченных одним порошком. Хотя по-прежнему существует значительный разрыв в его механических свойствах по сравнению с образцами, спеченными с одним порошком, это все же может дать идею недорогого спекания керамики SiC при атмосферном давлении. Эксперименты показали, что если распределение частиц крупных и мелких порошков карбида кремния оптимизировано в разумной пропорции, вполне возможно использовать частично смешанные порошки для замены всех мелкодисперсных порошков для достижения уплотнения керамики SiC при атмосферном давлении.