Việc thiêu kết cacbua silic là tương đối khó và cho đến bây giờ vẫn còn rất quan trọng đối với những thiết bị công nghiệp nhiệt độ cao và những thành phần chống mài mòn. Liên kết đồng hóa trị làm hạn chế quá trình khuếch tán, vì vậy việc sử dụng chất trợ thiêu để thúc đẩy quá trình thiêu kết và dùng những chất phụ gia khác để tăng cường mối liên kết là cần thiết. Thêm vào đó, năng lượng biên giới hạt tương đối cao chống lại năng lượng bề mặt giữa pha rắn và pha hơi là điều không thuận lợi đối với việc loại bỏ lỗ xốp và làm tăng tốc độ phát triển hạt không có sự
kết khối trong quá trình thiêu kết. Góc thấm ướt trung bình là khoảng 90 - 1000. Những quá trình thiêu kết nhằm để kết khối với sự phát triển hạt kiểm soát được thường là với những chất trợ thiêu như Al, Al2O3, B, Be, TiO2 và Y2O3 dựa trên quá trình thiêu kết pha lỏng.
Một trong những phương pháp thiêu kết ở trạng thái rắn là người ta sử dụng bột SiC có kích thước hạt nhỏ với diện tích bề mặt riêng ít nhất là khoảng 10 m2/g kết hợp với 0,5% B và 1,5-3,5% C là chất trợ thiêu. Boron được đưa vào để ngăn sự
khuếch tán bề mặt ở những nhiệt độ thấp để tạo điều kiện cho quá trình kết khối ở
nhiệt độ cao, và lượng C dư để tránh mất mát Si do bay hơi lựa chọn. Để thiêu kết SiC có mật độ cao, cần thiêu kết trong môi trường có hàm lượng oxi thấp (dưới 0,2%)
Trên hình 4.11 cho thấy, nhiệt độ cần thiết để thiêu kết SiC có tỷ trọng cao và làm giảm tối thiểu sự phát triển hạt thì nhiệt độ cần thiết là 21000C (nung trong khí bảo vệ là Ar). Sản phẩm thiêu kết có kích thước hạt lớn thì độ bền lại thấp hơn, thông thường độ bền của SiC thiêu kết trong khoảng 500 Mpa.
-75-
Hình 4.13: Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến tỷ trọng và kích thước hạt SiC
Tuy nhiên, trong hệ SiC liên kết silicat, do bản chất của liên kết là silicat nên nhiệt độ thiêu kết phụ thuộc vào tính chất của thành phần pha liên kết. Trong phạm vi của nghiên cứu này, SiC dùng liên kết đất sét là hệ được quan tâm vì vậy việc thiêu kết gốm SiC liên kết đất phụ thuộc chủ nhiều vào tính chất của loại đất sét chọn dùng làm chất kết dính trong đó độ kết khối của đất sét là một tính chất rất quan trọng khi nung.
Độ kết khối của đất sét đặc trưng bằng mức độ sít chặt của sản phẩm sau khi nung. Nhiệt độ kết khối là nhiệt độ khi đó sản phẩm sẽ sít đặc nhất. Khoảng kết khối là khoảng nhiệt độ tiến hành sít đặc nhanh, là khoảng cách giữa nhiệt độ bắt
đầu kết khối và nhiệt độ biến dạng. Khi nhiệt độ nâng cao quá, đất sét sẽ phồng lên do khí tạo ra. Người ta phân biệt đất sét có nhiệt độ kết khối thấp và cao, đất sét có khoảng kết khối dài và ngắn. Nguyên liệu tinh khiết nói chung có nhiệt độ kết khối cao hơn và khoảng kết khối dài hơn. Sự kết khối của đất sét kèm theo hiện tượng co thường trong khoảng 10-16%.