Ảnh hưởng của cacbon đối với quá trình thiêu kết boron cacbua

Hai loại bột cacbua bo, S-1 và S-2, được điều chế bằng phản ứng của oxit boric với cacbon đen trong magie (2B2O3 + 6Mg + C = B4C + 6MgO). Bột S-1 được điều chế bằng cách xử lý nhiệt trong 10 phút ở 1500 ° C ngay sau khi phản ứng hoàn thành, trong khi S-2 được điều chế bằng cách xử lý nhiệt ở 1650 ° C. Sau khi tinh chế bột, thành phần hóa học của các mẫu được phân tích. Hàm lượng boron trong S-1 và S-2 lần lượt là 78,2 ± 0,5at% và 76,2 ± 0,5at%. Một lượng vết của Al, Mg, Si, Fe, Mn và Cu đã được quan sát thấy, nhưng tổng lượng tạp chất này được ước tính là nhỏ hơn 0,1% và phần còn lại được coi là chỉ bao gồm cacbon. Do đó, lượng cacbon thu được lần lượt là 21,8 và 23,8at%. Một số boron và carbon đã được thêm vào bột đã chuẩn bị, và các nén bột được nung kết trong 1 giờ ở 2200 ° hoặc 2250 ° C trong heli nguyên chất. Người ta thấy rằng viên cacbua bo với mật độ cao (> 90% TD) có thể thu được bằng cách sử dụng bột có chứa C từ 25 đến 30at%, tương ứng với vùng của điểm eutectic của hệ B (hoặc B4C) -C. Đặc biệt, viên cacbua bo với 93,7% TD thu được bằng cách thiêu kết bột, có chứa C bằng 27,7%.
Người ta kết luận rằng lượng cacbon dư thừa trên ranh giới hạt trong pha B4C + C sẽ ức chế sự phát triển của hạt trong quá trình thiêu kết. Đồng thời, do sự hiện diện của cacbon trên ranh giới hạt, điểm nóng chảy của mặt phân cách của pha B4C-C tại ranh giới hạt sẽ giảm xuống điểm eutectic; do đó, việc vận chuyển vật liệu được tăng cường. Kết quả của hiệu ứng này, một viên có mật độ cao thu được trong vùng hàm lượng cacbon từ 25 đến 30at%.