Aspekty termodynamiczne spiekania węglika krzemu.

Gubernat, A.; Stobierski, L.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Aspekty termodynamiczne spiekania węglika krzemu.

Autorzy

Gubernat A. , Stobierski L.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Thermodynamic aspects of silicon carbide sintering.

Języki publikacji

Abstrakty

Otrzymywanie jednofazowych tworzyw z węglika krzemu metodą spiekania swobodnego wymaga aktywowania proszku - borem i węglem. Pierwszym, który użył wymienionych aktywatorów i wyjaśnił ich rolę był S. Prochazka. Sugerował on, że aktywatory zgodnie z równaniem Younga zwiększają poprzez zmiany energii powierzchniowej i granic międzyziarnowych kąt dwuścienny i w ten sposób doprowadzają do spieczenia układu. Wykonane pomiary kątów dwuściennych w następujących układach: czysty SiC, SiC dotowany węglem i borem, SiC dotowany węglem i SiC aktywowany borem wykazały, że ich wartości znacznie przewyższają wartość graniczną 60 stopni, powyżej której układ dobrze się spieka. Ponadto wartości kątów dwuściennych dla wymienionych układów są zbliżone. Sporządzona dodatkowo statystyczna weryfikacja hipotez potwierdziła wcześniejsze przypuszczenia, że otrzymane wartości kątów dwuściennych można uważać za porównywalne, a niewielkie różnice między nimi są powodowane błędem pomiarowym. Dane te pozwalają stwierdzić, że nie ma termodynamicznych przeszkód spiekania SiC.

Obtaining SiC single phases by sintering method requires powder activation with boron and carbon. The first scientist who used these additives and explained of their role basing on process thermodynamics of sintering was Prochazka. Dihedral angle of pure SiC does not reach a boundary value 60 degrees and therefore the elimination of pores does not follow. In accordance with Youngs equation the additives increase dihedral angle value. They change surface and grain boundaries energies. Measurements of dihedral angles were made for the following systems: SiC activated of boron and carbon, SiC activated of boron, SiC activated of carbon and pure SiC. These measurements show that dihedral angles values exceed boundary value 60 degrees and these values are alike. The statistic verification of hypothesis shows that dihedral angles for different systems are comparable. Insignificant differences among dihedral angle values are caused by measurement errors. These data allow to conclude that thermodynamic obstacles do not exist in sintering of SiC.

Słowa kluczowe

termodynamika węglik krzemu spiekanie aktywowanie proszku aktywator bor węgiel kąt dwuścienny pomiar

thermodynamics silicon carbide sintering powder activation additives boron carbon dihedral angles measurement

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Inżynieria Materiałowa

Rocznik

2000

Tom

R. XXI, nr 2

Strony

76--78

Opis fizyczny

Bibliogr. 12 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Gubernat A.

Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Stobierski L.

Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

Bibliografia

[1] Stobierski L.; Węglik krzemu. Budowa, właściwości i otrzymywanie, Ceramika 48, Wyd. PTCer, Kraków 1996
[2] Prochazka S., Scanlan R.M.: Effect of Boron and Carbon on Sintering of SiC. J. Am. Cer. Soc., [58] 1975 1-2
[3] Carlström E.: Defect Minimisation in Silicon Carbide, Silicon Nitride and Alumina Ceramics ed. By Carlström E., Goteborg 1989
[4] Pampuch R., Haberko K., Kordek M.: Nauka o Procesach Ceramicznych. Wyd. PWN, Warszawa 1992
[5] Pampuch R.: Materiały ceramiczne; zarys nauki o materiałach nieorganiczno-niemetalicznych, Wyd. PWN, Warszawa 1988
[6] Gubemat A., Stobierski L.: Rola aktywatorów – boru i węgla – w spiekaniu węglika krzemu. Teoria i hipotezy. Materiały konferencyjne „XXVI Szkóły Inżynierii Materiałowej” pod red. prof. J. Pacyny, Kraków-Zakopane 1998
[7] More K.L. at al.: Occurence and Distribution of Boron-Containing Phases in Sintered α-Silicon Carbide, J. Am. Cer. Soc., [69] 1988 9
[8] Hamminger R., Grathwohl G., Thummler F.: Microanalitycal Investigation of Sintered SiC, J. Mat. Sci., 1983 18
[9] Greskovich C. Rosolowski J.H.: Sintering of Covalent Solids, J. Am. Ceram. Soc., [59] 1976 7-8
[10] Suzuki H., Hase T.: Boron Transport and Change of Lattice Parametr During Sintering of β-SiC, J. Am. Ceram. Soc., [63] 1980 5-6
[11] Riegger O.K., Van Vlack L.H.: Dihedral Angle Measurement, Trans. Metall Soc. Aime, [218] 1960 10
[12] Godziszewski J., Mania R., Pampuch R.: Zasady planowania doświadczeń i opracowywania wyników pomiarów, Skrypty AGH 871, Kraków 1982

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BOS1-0010-0026