Abstract
In the binary system of SiC and carbon, porosity and pore size distribution of green body was controlled by varying pH, by the addition of polyelectrolyte dispersants, and by using different particle size of starting powders. The preforms having different green microstructure were fabricated by slip casting from suspensions having different dispersion condition. The reaction bonding process was carried out for these preforms. The condition of reaction bonding was 1600$^{\circ}C$ and 20 min. under vacuum atmosphere. The analyses of optical and SEM were studied to investigate the effect of green microstructure on that of reaction bonded silicon carbide and subsequently the mechanical properties of sintered body was investigated. Different green microstructures were obtained from suspensions having different dispersion condition. It was found that the pore size could be remarkably reduced for a fine SiC(0.5$\mu\textrm{m}$). The bimodal microstructure was not found in the present study, which is frequently observed in the typical reaction bonded silicon carbide. It is considered that the ratio between SiC and C was responsible for the formation of bimodal microstructure. For the preform fabricated from the well dispersed suspension, the 3-point bending strength of reaction-bonded silicon carbide was 310${\pm}$40 MPa compared to the specimen fabricated from relatively agglomerated particles having lower value 260${\pm}$MPa.
탄화규소와 카본의 이성분계에서 pH, 계면활성제 및 출발원료의 입도 분포를 이용하여 성형체의 기공크기 및 기공을 제어에 관한 연구를 수행하였다. 성형체는 각각 다른 분산조건을 가지는 슬러리를 이장성형법을 이용하여 제조하였으며, 입자간의 응\ulcorner제어에 따른 상이한 성형미세구조를 가지도록 하였다. 제조된 성형체에 대하여 반응소결 공정은 1$600^{\circ}C$, 진공분위기에서 20분간 응용 실리콘 침윤 공정을 행하였다. 초기 성형 미세구조가 반응소결체의 미세구조에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 광학 현미경 및 SEM 분석을 통하여 제조된 소결체의 미세구조를 분석하였으며, 그리고 이에 따른 반응 소결체의 기계적 특성을 평가하였다. 각각의 분산조건에 따라 성형미세구조는 다르게 나타났으며, 미세한 탄화규소를 입자를 사용하였을 경우에 기공크기가 현저하게 작아짐을 확인하였다. 제조된 반응소결체의 미세구조 분석결과 일반적인 반응소결 탄화수소에서 발견되는 bimodal 미세구조는 관찰되지 않았으며, 이는 초기 탄화규소의 카본의 비가 중요항 변수인 것으로 분석하였다. 반응소결 탄화규소의 3-점 곡강도 값은 입자간의 분산이 잘 이루어진 성형체를 사용하였을 경우 310$\pm$40 MPa으로서 응집이 일어난 성형체를 사용한 반응소결체의 260$\pm$50MPa 보다 높았다.
