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硅碳棒材料的氧化非常缓慢

    空气与硅碳棒材料之间的反应在通常条件下(例如大气)具有良好的抗氧化性,这是由于硅碳棒在以下条件下在材料表面上产生了非常薄且致密的层高温干燥条件下。S1:膜中的氧:膜中的扩散系数非常小,扩散速率很低,因此硅碳棒材料的氧化非常缓慢并且具有良好的抗氧化性。在这些条件下,硅碳棒材料的缓慢氧化称为被动氧化或被动氧化。其反应式为:SiC3/20。一种SiOCO和SiC20。一种SiOCO。SiC的表面层向Si0的转变:导致材料的净重增加。根据方程式进行的氧化反应实际上包括三个过程:①氧通过Si0:膜扩散到Si02/SiC界面;②氧气与SiO2/SiC界面上的硅碳棒反应;③反应产物COCOZ气体通过SiO:膜扩散。如果通过界面反应控制氧化速率(方法2),则反应速率恒定,并且表面层SiO0:膜厚度与时间之间的关系呈线性关系;如果通过扩散控制反应,则反应速率常数将随时间增加而减小,则表面层Si0:膜厚度与时间之间的关系遵循抛物线定律。许多研究表明,硅碳棒材料氧化的初始阶段主要由界面反应决定。随着氧化的进一步进行,氧扩散过程占主导地位。研究表明,SiC的早期氧化产物是玻璃态的Si0:薄膜。随着氧化温度升高,大约在800°C至1140°C之间,玻璃状的Si0:膜会结晶。相变将产生体积变化,这将使Si0:保护膜的结构变得疏松,并且硅碳棒基质结无法牢固地结合在一起。以此方式,其氧化保护被大大降低。另外,当硅碳棒材料循环使用时,由于Si0:在500℃以下,热膨胀系数发生很大变化,而硅碳棒基板的热膨胀系数变化不大。与一样,保护膜和基底材料之间的热应力变化很大,并且保护膜容易破裂。对于硅碳棒具有更多孔的产品,将发生晶界颈氧化,从而导致Si0:导致晶界处的体积膨胀,膨胀应力将导致硅碳棒产品损坏;硅碳棒被动氧化将产生气体产物,该气体产物将产生泡沫并削弱Si0:膜的氧化保护。但是,在某些条件下,例如足够高的温度或较低的氧分压,会在SiC表面上形成挥发性的Si0和CO。反应公式为:SiCOzSiOCO(1-3)由环境产生的SiO2膜被环境腐蚀,不能形成新的SiO2膜。同时,在高温下Si0:很容易析出方晶,不同晶体类型的石英与Si之间的相变体积效应Si0:和硅碳棒之间的不匹配也会引起热膨胀系数Si0:薄膜破裂并使其结构疏松。硅碳棒材料在被动氧化过程中失去了良好的抗氧化性,出现了快速氧化的特征,即活性氧化或活性氧化,表现出失重的特征,导致材料的显着降低。硅碳棒材料的性能。另外,研究表明水蒸气和碱性杂质也是,它将加速硅碳棒材料的氧化,硅碳棒材料在使用过程中经常遇到这种环境。www.sdzygw.com

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