每个(ge)烧(shao)结试样断口的碳(tan)含(han)量不同(tong)，碳含量(liang)为a-2.5awt.%在该(gai)范(fan)围内，形(xing)成几(ji)乎没(mei)有孔隙的致密材料(liao)，该(gai)材料由均(jun)匀(yun)分布的碳化硅颗(ke)粒(li)和游离硅(gui)组成。随(sui)着(zhe)碳(tan)添(tian)加(jia)量的增加，反应烧结碳化硅(gui)的含(han)量逐渐增(zeng)加，碳(tan)化硅(gui)的粒(li)径增(zeng)大，碳(tan)化硅(gui)以(yi)骨架状(zhuang)相互(hu)连(lian)接。然(ran)而(er)，过多(duo)的(de)碳含量(liang)容(rong)易(yi)导致烧(shao)结体(ti)中(zhong)出现(xian)残余碳。当(dang)炭(tan)黑进(jin)一(yi)步(bu)增(zeng)加到(dao)3a时，样(yang)品的(de)烧(shao)结(jie)不(bu)完(wan)全(quan)，内部出现黑(hei)色(se)“夹(jia)层”。

　　当碳与熔融(rong)硅反(fan)应时(shi)，其(qi)体(ti)积(ji)膨胀(zhang)率为234%，这(zhe)使(shi)得(de)反应(ying)烧(shao)结(jie)碳(tan)化(hua)硅(gui)的微观结构(gou)与(yu)坯体(ti)中的碳(tan)含(han)量(liang)密切(qie)相关。当坯体(ti)中(zhong)碳含量(liang)较小时(shi)，硅(gui)碳(tan)反(fan)应生(sheng)成的碳(tan)化硅(gui)不(bu)足以(yi)填(tian)充(chong)碳粉周(zhou)围(wei)的(de)孔(kong)隙(xi)，导(dao)致样(yang)品中(zhong)有(you)大量(liang)游(you)离硅(gui);随着坯(pi)体中(zhong)碳(tan)含(han)量的(de)增(zeng)加(jia)，反(fan)应烧(shao)结碳(tan)化(hua)硅能(neng)够(gou)充(chong)分填(tian)充(chong)碳(tan)粉(fen)周(zhou)围(wei)的(de)孔(kong)隙(xi)，将原始碳(tan)化硅连(lian)接在一起。此时，样品中(zhong)游(you)离硅(gui)含量(liang)降(jiang)低，烧(shao)结(jie)体密度(du)增(zeng)加。然而(er)，当(dang)坯体中有(you)更多的碳(tan)时，碳和(he)硅(gui)之(zhi)间(jian)反应(ying)生(sheng)成的(de)二次碳(tan)化硅(gui)迅(xun)速包(bao)围碳粉，使得熔(rong)融硅(gui)难以(yi)接(jie)触(chu)碳粉，导(dao)致(zhi)烧(shao)结(jie)体(ti)中存(cun)在(zai)残余碳(tan)。

　　根(gen)据(ju)各组(zu)样(yang)品的XRD测(ce)试(shi)结(jie)果(guo)，反应烧结(jie)碳(tan)化(hua)硅(gui)的相(xiang)组(zu)成为α-SiC、β-SiC和(he)游离硅(gui)。

　　在高(gao)温(wen)反应(ying)烧(shao)结过程中，碳原子(zi)在SiC表(biao)面(mian)β-SiC上(shang)通过熔融(rong)的(de)硅(gui)α-二(er)次生(sheng)成迁移到(dao)初(chu)始(shi)状(zhuang)态(tai)。由(you)于硅(gui)-碳(tan)反(fan)应(ying)是(shi)一种典型(xing)的放(fang)热(re)反(fan)应，具有(you)大(da)量的反应(ying)热(re)，经(jing)过(guo)短时间的自发高(gao)温(wen)反(fan)应后(hou)快速冷(leng)却，增(zeng)加了(le)溶(rong)解(jie)在液态(tai)硅中的碳的过(guo)饱和(he)度(du)，从而(er)使(shi)β-SiC颗粒以碳的(de)形式析出，从而提高(gao)了(le)材料的(de)力学性(xing)能(neng)。因此，二次(ci)β-SiC晶粒细(xi)化(hua)有利于(yu)弯曲(qu)强(qiang)度(du)的(de)提高。在Si-SiC复合体系中，材料(liao)中游(you)离硅(gui)的(de)含(han)量(liang)随着原(yuan)料中碳(tan)含量(liang)的(de)增加(jia)而降(jiang)低。

　　结(jie)论(lun):

　　⑴ 制(zhi)备(bei)的反(fan)应(ying)烧结(jie)浆(jiang)料(liao)的(de)粘(zhan)度随(sui)炭黑(hei)用量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)而增(zeng)加;pH值呈碱性，并(bing)逐渐(jian)升(sheng)高。

　　⑵ 随着坯体含碳量(liang)的(de)增加，压(ya)浆法制备(bei)的反应烧(shao)结(jie)陶(tao)瓷的密度(du)和抗弯强(qiang)度(du)呈(cheng)现(xian)先(xian)增大后(hou)减(jian)小的趋(qu)势(shi)。当(dang)炭(tan)黑用量为(wei)初(chu)始用(yong)量(liang)的(de)2.5倍(bei)时，生(sheng)坯(pi)反应(ying)烧结后(hou)的(de)三点弯(wan)曲强度(du)和体(ti)积密(mi)度(du)很(hen)高(gao)，分别(bie)为(wei)227.5mpa和3.093g/cm3。

　　(3) 当(dang)烧结含(han)碳(tan)量过(guo)多(duo)的(de)坯(pi)体(ti)时(shi)，坯体内部(bu)会出(chu)现裂纹(wen)和(he)黑色“三(san)明治(zhi)”区(qu)域(yu)。开(kai)裂(lie)的原因(yin)是(shi)反应烧结过(guo)程(cheng)中产生(sheng)的氧(yang)化硅气(qi)体不易排出，逐(zhu)渐(jian)积(ji)聚(ju)，压(ya)力(li)升高，其顶(ding)升(sheng)作用(yong)导(dao)致(zhi)坯体开(kai)裂。在(zai)烧(shao)结(jie)矿(kuang)内部(bu)的(de)黑(hei)色(se)“三明治”区(qu)域中，有(you)大(da)量未参与反应的碳。

　　(4) 反应(ying)烧结碳(tan)化(hua)硅α-SiC、β-SiC和游(you)离硅的相组成(cheng)。随着碳含(han)量(liang)的(de)增加，反(fan)应(ying)烧结后(hou)碳(tan)化(hua)硅含(han)量增(zeng)加(jia)，碳化(hua)硅(gui)颗(ke)粒(li)尺寸(cun)增大，游(you)离(li)硅含量(liang)降(jiang)低(di)，有(you)利于(yu)提(ti)高反(fan)应(ying)烧(shao)结陶瓷(ci)的力(li)学性能。