取四个碳化硅电热元件，在1400℃高温下的硅钥炉中做氧化实验。其中2,3,4号碳化硅电热元件的密度分别为2.446g/cm`,2.442g/cm`,2.443g/cm'，气孔率大致相同，但是级配时大颗粒分别为60如m,80伽m,120如m。碳化硅电热元件1为80um为粗颗粒的碳化硅电热元件，密度为2.482g/cm'`。其结果如图5-4所示。在高温下碳化硅很容易发生以下氧化反应:SiC+2()_一SiO.}+CO通过测量SiC:反应后产生CO:气体屯量随时间的变化，得出SiC表面生成的Si()_膜的厚度a的平力I时间的关系服从抛物线规律，即>-=kt+，其表观活化能为66士Sk防nol，并认为CO或C()-通过SiO,层的扩散为该过程的控制步骤。在SiC碳化硅电热元件的氧化初期，其反应迅速发生，在碳化硅电热元件的表面生成一层致密的Si02膜，保护内层的SiC，进一步的氧化取决于氧气扩散穿过SiO}}层进入内部的速度，随着时间的增加，SiOz层越来越厚，越来越致密。由于氧在SiOZ中扩散的速度很低(自扩散系数1.3X10-'")，随着Si02氧化膜的厚度增加，氧气扩散进入内部的速度也越来越慢，SiC的氧化速度也随之变慢，碳化硅电热元件开始氧化时速度较快，以后逐渐变慢，其与时间的关系与抛物线相似，这与RobertFAdamsky的理论相吻合。由于SiC的氧化在碳化硅电热元件的表面进行，因此碳化硅电热元件的氧化增重率与材料的表面积有很大的关系。因为1号碳化硅电热元件致密度较高，气孔率较低，所以其氧化面积较少，在同样的氧化环境下比其它三个碳化硅电热元件增重量少。2,3,4三个碳化硅电热元件的密度差别不大，其气孔率大致相同，但是由于重结晶碳化硅级配时骨架颗粒的粒径不同，其碳化硅电热元件制品重结晶后晶粒尺寸大小也不一样。大颗粒的粒径尺寸越大，烧结后的晶粒尺寸也越大，在相同的气孔率的情况下，其表面积相对要小，因此其氧化增重率也较少。由于重结晶碳化硅是以蒸发凝聚机理生成的，碳化硅电热元件内部有大量的气孔。所以，增力II坯体的密度，可以降低材料的气孔率，碳化硅电热元件的品粒尺寸越大，碳化硅电热元件的表面积就越小，则碳化硅电热元件的氧化寿命就会更长。www.sdzygw.com