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烧成温度对硅碳棒性能的影响

    硅碳棒的烧成分2次烧成,第1次是将素坯装人带二氧化硅的保温料的Acheson烧结炉中,在较低温度下反应烧结。为提高硅碳棒密度,把第1次烧成的坯体在煮沸的煤焦油中浸渗碳质后烘干,再装人到带埋烧料的Acheson烧结炉中,在较高温度下进行第2次烧结。2次烧结的实验结果如图5,图6所示。由图5可以看出:在第1次烧成中随温度升高,硅碳棒的密度、强度提高,电阻率下降。这是由于随温度升高,埋烧料中的二氧化硅蒸气压力增大,硅蒸气进人坯体中与碳质原料作用生成碳化硅的反应越来越彻底,直至碳质原料完全消耗完,第1次反应烧结也就完成,由图7中21号硅碳棒,图8中24号硅碳棒的SEM照片可清楚看出这一点。由图5可以看出到1950,2000℃时硅碳棒的性能差不多,这说明第1次反应烧结已完成,从节能角度选1950℃最合理。由图6可以看出:第2次反应烧结的规律和第1次反应烧结相近似,随温度升高,硅碳棒的密度、强度在第1次烧成的基础上继续提高,电阻率继续下降。这是由于第1次烧结体中通过渗碳,随温度升高,埋烧料中的二氧化硅蒸气压力增大,硅蒸气进人坯体中与碳质原料作用生成碳化硅的反应越来越激烈,直至碳质原料完全消耗完,同时在高温下碳化硅晶体重新结晶,晶体进一步融合长大(从图9的2150℃烧结硅碳棒的SEM照片也可看到这一点),制品的密度和强度会进一步提高,电阻率进一步下降。到2150℃硅碳棒性能达到最优,温度再升高制品性能改善不大,从节能的角度,2150℃为最佳第2次烧结温度。从图to,图11中可以看出在较低温度下的第1次烧成,和较高温度下的第2次烧成,其晶相和晶型是不同的。图10中试样的X射线衍射谱图有10个衍射峰。这10个峰中有8个峰是六方的。一SiC(6H一SiC)、有4个峰是立方的a一SiC(即3C一SiC),其中还有3个峰是不能确定晶型的a一SiC,以及一个较弱的杂质峰SiOZ相。观察图10中6H一SiC的几个较强且全的峰,峰的对称程度很高。说明6H一SiC晶体的对称程度也很高,结晶很好。从图10,图11中也可发现:随烧成温度升高,发生了p一SiC向a一SiC晶型的转变p,图11中已不存在p一SiC,只有六方的。一SiC(6H一SiC)和不能确定晶型的a一SiC。1)温度是影响SiC晶体生长速度和自形程度好坏的关键因素,随着温度升高,a一SiC由无定形体向半自形体转变最后成为自形体。温度越高,晶体形态越完整,自形程度越高。2)素烧温度在1000℃,保温30min,烧成温度在1980一2060℃时的试样强度最高,电阻率值也比较合理。3)第2次烧成及其工艺,有利于制品烧结并致密化,第2次烧成可使第1次烧成形成的日一sic完全转变成。www.beritawan.com

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