Reaction-Inhibition During Sintering of SiC with Al2O3 Additions

Abstract

The mechanisms and products of the reactions which occur during the sintering of SiC with Al₂O₃ as a sintering aid were analysed. The effects of two sintering atmospheres, namely pressurised CO and Ar gases, on the reaction thermodynamics and reaction products were investigated. Thermodynamically predicted reaction products were correlated with experimentally determined reaction products. The observed weight losses and the final sintered densities are explained on the basis of the proposed reaction mechanisms. The major finding of the present analysis is that a pressurised CO gas atmosphere greatly enhances the densification characteristics of SiC ceramics.

Résumé

Nous avons analysé les mécanismes et les produits des réactions qui se produisent lors du frittage du SiC avec du Al₂O₃ comme aide de frittage. Nous avons étudié les effets de deux atmospheres de frittage: du CO gazeux pressurisé et du Ar gazeux pressurisé, sur la thermodynamique des réactions et les produits de ces réactions. Les produits des réactions prédits par la thermodynamique ont été mis en corrélation avec les analyses expérimentales de ces produits. Sur les bases des mécanismes de réactions proposées, nous avons expliqué les pertes de poids observées et les densités de frittage finales. La découverte la plus importante de la présente analyse est qu'une atmosphère de CO gazeux pressurisé ameliore beaucoup les caractéristiques de densification des céramiques SiC.