Perilaku Sintering SiC Sinter Plasma Spark dengan Nanopartikel Komposit Si-SiC Disiapkan oleh Proses Plasma DC Termal
Abstrak
Nanopartikel komposit SiC (Si-SiC) berlapis Si dibuat dengan pemrosesan plasma termal busur non-transfer dari bubuk SiC yang disintesis dalam keadaan padat dan digunakan sebagai aditif sintering untuk pembentukan keramik SiC. Pelet SiC yang disinter disiapkan dengan proses spark plasma sintering (SPS), dan pengaruh partikel komposit Si-SiC berukuran nano pada perilaku sintering bubuk SiC berukuran mikron diselidiki. Rasio pencampuran nanopartikel komposit Si-SiC dengan SiC berukuran mikron dioptimalkan hingga 10% berat. Kekerasan Vicker dan densitas relatif meningkat dengan meningkatnya suhu sintering dan waktu penahanan. Kepadatan relatif dan kekerasan Vicker selanjutnya ditingkatkan dengan ikatan reaksi menggunakan karbon aktif tambahan pada campuran SiC berukuran mikron dan SiC berukuran nano. Kepadatan relatif maksimum (97,1%) dan kekerasan Vicker (31,4 GPa) tercatat pada suhu sinter 1800 °C selama 1 menit waktu penahanan, ketika 0,2% berat karbon aktif tambahan ditambahkan ke campuran SiC/Si-SiC.
Latar Belakang
Keramik silikon karbida (SiC) telah menarik perhatian besar karena sifatnya yang fenomenal, seperti kekerasan suhu tinggi, ketahanan aus, koefisien ekspansi termal rendah, konduktivitas termal tinggi, ketahanan korosi yang kuat, dan stabilitas tinggi di lingkungan yang agresif, dan telah diaplikasikan untuk berbagai bidang seperti sudu turbin, suku cadang mesin diesel, dan bahan reaktor dirgantara dan nuklir [1,2,3,4,5,6]. Namun, sulit untuk memadatkan SiC tanpa aditif karena sifat kovalen ikatan Si-C dan koefisien difusi diri yang rendah [7, 8]. Bahan SiC massal biasanya dibuat baik oleh silikon karbida sinter keadaan padat (SSS-SiC) atau dengan fase cair silikon karbida sinter (LPS-SiC) dari bubuk kristal SiC awal [7, 8]. Dalam kasus SSS-SiC, tidak ada aditif pembentuk cairan, seperti boron, aluminium, karbon, atau senyawanya, yang telah digunakan untuk densifikasi SiC dengan mereduksi energi permukaan butiran dan reaksi antara silika yang ada di permukaan dan karbon. Namun, proses ini membutuhkan suhu lebih dari 2000 °C untuk sintering [7, 9, 10]. LPS-SiC diatur oleh pembentukan fasa cair dari aditif oksida logam pada suhu sintering dan fasa cair ini bertindak sebagai media transportasi massal selama sintering SiC [8, 11, 12]. Kecuali magnesia dan alumina, yttria dan oksida tanah jarang lainnya sebagian besar digunakan sebagai aditif sintering, dan suhu sintering dapat diturunkan hingga 1850 °C, tergantung pada kombinasi aditif sintering yang digunakan [11, 12]. Namun, keberadaan senyawa silikat amorf pada batas butir dan titik tripel menyebabkan penurunan kekerasan dan ketahanan mulur suhu tinggi dibandingkan dengan SSS-SiC [12]. Tetapi aditif yang digunakan untuk meningkatkan pemrosesan selalu menjadi fase sekunder yang "lemah" dalam keramik akhir, yang biasanya menurunkan sifat mekaniknya pada suhu tinggi [13]. Efek merugikan ini menyimpulkan bahwa fraksi terkecil aditif diinginkan. Selain itu, efektivitas aditif sangat tergantung pada homogenitas distribusinya [13]. Ada juga pendekatan lain untuk fabrikasi SiC curah, yang disebut sebagai silikon karbida terikat reaksi (RB-SiC). Dalam RB-SiC, reaksi silikon cair dengan serbuk karbon menghasilkan pembentukan SiC [13,14,15,16]. Meskipun pendekatan ini membutuhkan suhu sintering yang lebih rendah dan tidak ada batasan bentuk dan ukuran produk, densitas benda yang rendah merupakan kerugiannya [17, 18]. Namun, penurunan suhu sintering sangat penting untuk menghemat energi. Baru-baru ini, penghematan energi menjadi kekuatan pendorong untuk menemukan metode lain yang cocok untuk persiapan keramik SiC massal pada suhu rendah.
Baru-baru ini, SiC berukuran nano telah diselidiki secara luas untuk memeriksa sifat mekanik, fisik, dan kimianya yang berbeda dari yang dalam bentuk curah dan sering berguna [19,20,21]. Misalnya, nanopowder terutama karena luas permukaan spesifik yang lebih tinggi dan aktivitas permukaan dapat memberikan sinterabilitas suhu rendah dari SiC berukuran nano dalam pemrosesan konsolidasi dan peningkatan sifat mekanik dengan memungkinkan untuk mencapai kepadatan tinggi [22]. Oleh karena itu, saat ini, kami telah mengembangkan metode baru untuk mempersiapkan nanopartikel SiC (Si-SiC) berlapis Si untuk diterapkan sebagai aditif sintering dengan menggunakan pemrosesan plasma DC termal non-transfer dari bubuk SiC yang disintesis keadaan padat [23].
Pada penelitian ini, partikel komposit Si-SiC berukuran nano sebagai aditif sintering diaplikasikan untuk pembuatan keramik SiC curah dengan proses spark plasma sintering (SPS), dan pengaruh penambahan partikel komposit Si-SiC berukuran nano terhadap sintering. suhu, densitas relatif, dan kekerasan Vicker dari keramik SiC yang disinter diselidiki. Selain itu, untuk lebih meningkatkan densitas dan kekerasan relatif SiC yang disinter, ikatan reaksi antara silikon bebas partikel Si-SiC berukuran nano dan karbon aktif yang ditambahkan juga baru diperkenalkan pada proses sintering SiC. Mekanisme sintering keramik SiC yang diproduksi dengan aditif komposit Si-SiC berukuran nano melalui proses SPS juga dibahas berdasarkan efek ukuran nano dan efek ikatan reaksi. Studi ini memberikan strategi baru yang menjanjikan untuk dapat menyiapkan keramik SiC dengan kepadatan dan kekerasan tinggi pada suhu sintering yang relatif rendah.
Eksperimental
Gambar 1 menunjukkan prosedur preparasi bubuk SiC berukuran mikron dengan reaksi padat-padat (kalsinasi), bubuk SiC berukuran nano dengan proses plasma termal busur yang tidak ditransfer, dan pelet SiC yang disinter dengan proses SPS. Dalam karya ini, bubuk SiC dengan dua ukuran berbeda, bubuk SiC berukuran mikron (sebagai bahan sintering utama) dan bubuk nano komposit Si-SiC berukuran nano (sebagai aditif sintering), masing-masing dibuat dengan proses kalsinasi dan plasma.
Prosedur eksperimental untuk menyiapkan bubuk SiC berukuran mikron dengan kalsinasi dan bubuk komposit Si-SiC berukuran nano dengan plasma dan untuk sintering keramik SiC dengan SPS
Preparasi Serbuk SiC berukuran mikron
SiC berukuran mikron disintesis menggunakan serbuk Si dengan ukuran partikel rata-rata 25 μm (99,9%; Neoplant Co. LTD.) dan karbon aktif dengan ukuran partikel rata-rata 32 m (Sigma-Aldrich). Dalam prosedur yang umum, rasio 1:1,5 mol Si dan karbon dicampur bersama dengan menggunakan ball mill selama 15 jam. Serbuk campuran ditempatkan dalam tungku tabung vertikal dan dipanaskan pada 1300 °C selama 2 jam dengan laju pemanasan 10 °C/menit dengan adanya gas argon (1 L/menit). Setelah reaksi selesai, serbuk yang diperoleh digiling dalam mortar batu akik untuk karakterisasi lebih lanjut.
Pemrosesan Plasma Bubuk SiC Sintesis
Pemrosesan plasma dilakukan oleh reaktor plasma termal busur non-transfer seperti yang dilaporkan dalam pekerjaan kami sebelumnya [21, 23]. Bubuk SiC yang telah digiling dimasukkan ke dalam busur plasma melalui pipa pengumpanan internal berdiameter dalam 2 mm dalam obor plasma menggunakan pengumpan bubuk yang dirancang khusus. Sistem pengumpanan bubuk terdiri dari wadah sampel, vibrator, dan saluran gas pembawa. Bubuk diberi makan oleh pengumpan bergetar pada 70 V dengan laju pemberian makan 1 g/mnt. Eksperimen sintesis tipikal dioperasikan pada tekanan sistem 200 Torr, dengan laju aliran gas plasma Ar 30 L/mnt, H2 laju aliran gas sekitar 3 L/menit, dan arus DC 300 A (pada 45 V). Setelah pengapian plasma, bubuk SiC berukuran mikron disuplai oleh pengumpan. Nanopowder yang disintesis dikumpulkan dari dinding reaktor dan dasar sistem reaktor plasma. Hasilnya sekitar 80–85%.
Persiapan Pelet SiC Sinter
Pelet SiC yang disinter disiapkan dengan proses SPS (seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1). Kedua material SiC, yaitu serbuk SiC berukuran mikron yang disintesis melalui proses kalsinasi dan serbuk SiC berukuran nano yang diperoleh dari proses plasma, digunakan tanpa aditif tambahan. Kandungan pencampuran nanopartikel Si-SiC dalam bubuk SiC berukuran mikron diubah dari 5 menjadi 15% berat.
Bubuk campuran dimasukkan ke dalam cetakan grafit (diameter 20 mm) dan disinter dengan sistem SPS dalam atmosfer vakum (10
−2
Tor). Laju pemanasan ditetapkan pada 600 °C/menit, dan tekanan yang diterapkan adalah 80 MPa. Suhu sintering diubah dari 1600 menjadi 1800 °C. Waktu penahanan pada suhu target bervariasi dari 0 hingga 1 menit pada 1800 °C. Setelah sintering, permukaan sampel di-ground untuk menghilangkan lapisan grafit dan kemudian dipoles dengan pasta berlian. Kepadatan spesimen yang disinter diukur dengan metode Archimedes dalam air deionisasi sebagai media perendaman.
Contoh Karakterisasi
Struktur kristalografi sampel padat ditentukan dengan menggunakan XRD (D/Max 2005 Rigaku) yang dilengkapi dengan grafit monokromatisasi radiasi Cu-Kα1 intensitas tinggi (λ = 1.5405 Å). Pola XRD direkam dari 20° hingga 80° (2θ ) dengan kecepatan pemindaian 0,04°/s. Ukuran partikel dan morfologi diselidiki dengan mikroskop elektron pemindaian (SEM; JSM-5900, JEOL) dan mikroskop elektron transmisi (TEM; JEM-2010, JEOL).
Hasil dan Diskusi
Gambar 2 menunjukkan pola XRD dan gambar FESEM dari SiC yang disintesis dengan metode solid-state menggunakan campuran Si dan C dalam rasio mol 1:1,5. Pola XRD mengkonfirmasi pembentukan -SiC dengan sejumlah kecil -SiC seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2a. Tidak ada fase pengotor lainnya, seperti silikon bebas dan SiO2 . Gambar FESEM menunjukkan pembentukan partikel SiC berukuran mikron dan ukuran partikel bervariasi dari 2 hingga 5 m seperti yang ditampilkan pada Gambar 2b.
Profil XRD (a ) dan gambar FESEM (b ) dari SiC berukuran mikron yang disintesis dengan metode solid-state
Bubuk SiC berukuran nano dibuat dari bubuk SiC berukuran mikron ini menggunakan pemrosesan plasma termal seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3. Gambar 3a, b masing-masing adalah gambar FESEM dan gambar TEM. Foto-foto ini mengkonfirmasi pembentukan partikel Si-SiC berukuran nano, dan ukuran partikel bervariasi dari 20 hingga 70 nm. Gambar 3c adalah gambar HRTEM dari partikel SiC berukuran nano, yang menegaskan pembentukan partikel komposit Si-SiC berukuran nano saat pinggiran kisi yang jelas dari kedua bahan (Si dan SiC) disajikan. Luas permukaan bubuk SiC berukuran nano adalah 69 m
2
/g.
Gambar EM partikel komposit Si-SiC yang disiapkan oleh proses plasma termal busur non-transfer:a FESEM, b TEM, dan c HR-TEM
Fasa dan struktur partikel SiC berukuran nano dianalisis dengan XRD dan ditunjukkan pada Gambar 4. Mirip dengan SiC berukuran mikron, juga menunjukkan pembentukan -SiC dengan sejumlah kecil -SiC. Namun, SiC berukuran nano menunjukkan Si dan SiO bebas2 puncak. Munculnya puncak silikon terkait dengan dekomposisi parsial SiC selama pemrosesan plasma termal. Asal usul SiO2 puncak mungkin terkait dengan oksidasi parsial permukaan SiC selama paparan udara setelah pemrosesan plasma. Pellet keramik SiC yang disinter dibuat dari dua jenis SiC ini, yaitu SiC berukuran mikron dan komposit SiC berukuran nano. Campuran tersebut disinter dengan proses SPS menggunakan berbagai komposisi SiC berukuran mikron dan Si-SiC berukuran nano, serta suhu sintering, waktu tahan pada suhu sintering, dan tekanan tekan yang divariasikan seperti terlihat pada Tabel 1.
Profil XRD nanopartikel komposit Si-SiC yang disiapkan oleh proses plasma termal busur yang tidak ditransfer
Perubahan densitas relatif dan kekerasan Vicker dari SiC sinter menurut suhu sintering dan waktu penahanan pada suhu sintering target juga diberikan pada Tabel 1. Densitas dan kekerasan relatif meningkat dengan meningkatnya suhu sintering, dan densitas relatif tertinggi (87,4%) dan kekerasan (18,6 GPa) tercatat pada 1800 °C. Kepadatan dan kekerasan relatif lebih lanjut meningkat menjadi 88,2% dan 21,2 GPa, masing-masing, dengan meningkatnya waktu penahanan dari 0 hingga 1 menit pada suhu sinter 1800 °C. Ini menunjukkan bahwa kepadatan dan kekerasan relatif meningkat dengan meningkatnya waktu penahanan; sayangnya, waktu penahanan pada 1800 °C tidak dapat ditingkatkan lebih lanjut karena keterbatasan sistem SPS.
Gambar 5 menunjukkan gambar FESEM dari permukaan SiC yang disinter dengan suhu dan waktu penahanan yang bervariasi. Ukuran butir SiC meningkat dengan meningkatnya suhu sintering seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5a-c. Bentuk dan ukuran partikel SiC berukuran mikron hampir dipertahankan hingga 1600 °C (Gbr. 5a), dan pertumbuhan butir SiC dimulai dari 1700 °C yang menghasilkan peningkatan densitas dan kekerasan relatif hingga 86,1 % dan 14,8 GPa, masing-masing (Gbr. 5b). Pada suhu sintering 1800 °C, ukuran butir SiC adalah 2-4 μm dan tekstur kristal lebih padat (Gbr. 4c). Kepadatan dan kekerasan relatif pada 1800 °C masing-masing adalah 87,4% dan 18,6 GPa. Pertumbuhan butir lebih lanjut dicatat saat sampel ditahan selama 1 menit pada suhu sintering 1800 °C, yang terbukti dari peningkatan densitas dan kekerasan relatif masing-masing menjadi 88,2% dan 21,2 GPa (Gbr. 5d).
Gambar FESEM dari SiC yang disinter dengan partikel komposit Si-SiC berukuran nano dengan proses SPS di a 1600 °C, b 1700 °C, c Suhu sintering 1800 °C dengan waktu penahanan 0 mnt, dan d Suhu sintering 1800 °C pada waktu penahanan 1 menit pada suhu target
Untuk meningkatkan densitas relatif, penambahan jumlah Si-SiC berukuran nano dalam bubuk SiC berukuran mikron diubah dari 5 menjadi 15% berat. Selain itu, karbon aktif ekstra juga ditambahkan ke campuran ini untuk meningkatkan kerapatan relatif melalui ikatan reaksi (RB) dengan silikon bebas Si-SiC berukuran nano. Kepadatan relatif dan kekerasan Vicker dari SiC yang disinter bergantung pada komposisi yang berbeda dari SiC berukuran mikron, Si-SiC berukuran nano, dan karbon aktif dirangkum dalam Tabel 2.
Suhu sintering (1800 °C), waktu penahanan (1 menit), dan tekanan (80 MPa) dijaga konstan selama percobaan. Dengan tidak adanya tambahan karbon, densitas dan kekerasan relatif meningkat dengan meningkatnya kandungan SiC berukuran nano hingga 10 berat dan kemudian menurun. Misalnya, kepadatan dan kekerasan relatif adalah 85,9% dan 21,1 GPa, ketika kandungan Si-SiC berukuran nano adalah 5% berat. Kepadatan dan kekerasan relatif meningkat menjadi 88,2% dan 21,2 GPa, masing-masing pada 10% berat Si-SiC berukuran nano. Sedangkan ketika kandungannya 15% berat, kekerasannya menurun drastis hingga 16,6 GPa meskipun kerapatan relatifnya masih menunjukkan 85,6%. Ini terutama karena partikel Si-SiC berukuran nano yang ditambahkan secara berlebihan dapat memberikan sejumlah besar pori dalam SiC yang disinter. Untuk lebih meningkatkan kerapatan dan kekerasan relatif, karbon aktif ditambahkan sebagai tambahan. Penambahan 0,1% berat karbon aktif menghasilkan peningkatan yang luar biasa dalam kepadatan relatif (93,1%) dan kekerasan (25,2 GPa). Kepadatan dan kekerasan relatif lebih lanjut meningkat menjadi 97,1% dan 31,4 GPa, dengan meningkatkan kandungan karbon aktif hingga 0,2% berat. Analisis XRD pelet SiC yang disinter dengan komposisi berbeda dilakukan dan ditunjukkan pada Gambar. 6. Tidak ada perubahan struktur kristal bahkan setelah sintering, kecuali puncak silikon lemah yang tercatat pada 29°, yang mungkin berasal dari penambahan partikel komposit Si-SiC berukuran nano.
Profil XRD pelet SiC yang disinter dengan partikel komposit Si-SiC berukuran nano dan karbon aktif dengan proses SPS (detail a, b, c, d, dan e diberikan pada Tabel 2)
Gambar 7 menunjukkan gambar FESEM dari permukaan pelet SiC yang disinter dengan komposisi SiC berukuran mikron dan ukuran nano yang berbeda. Ukuran butir SiC adalah 2-3 m dengan pori-pori yang lebih besar, ketika konten SiC berukuran nano adalah 5% berat (Gbr. 7a). Ukuran butir meningkat dengan meningkatnya konten Si-SiC berukuran nano seperti yang ditampilkan pada Gambar. 7b, c. Ukuran butir pelet SiC dengan 10 dan 15% berat Si-SiC masing-masing sekitar 3-5 dan 4-6 μm. Gambar 7d, e menyajikan gambar FESEM pelet SiC yang disinter setelah penambahan karbon aktif. Ketika 0,1% berat karbon aktif ditambahkan, butiran raksasa mulai muncul, yang menunjukkan bahwa densifikasi tekstur SiC dimajukan oleh ikatan reaksi antara silikon dan karbon aktif. Peningkatan lebih lanjut dalam karbon aktif hingga 0,2 wt% menghasilkan densifikasi lengkap tekstur SiC seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7e.
Gambar FESEM dari pelet SiC yang disinter dengan nanopartikel komposit Si-SiC berukuran nano dan karbon aktif dengan proses SPS (rincian a , b , c , d , dan e diberikan dalam Tabel 2)
Gambar 8 menyajikan perpindahan susut sampel SiC yang disinter dengan komposisi yang berbeda pada suhu sintering yang berbeda. Ada ekspansi yang dicatat untuk semua spesimen hingga 1500 °C, yang terutama karena ekspansi gas yang ada dalam campuran SiC (Gbr. 8a-e). Hal ini juga dapat diamati dengan peningkatan 1,0-1,28 mm tinggi cetakan grafit yang memiliki bubuk campuran SiC setelah sintering dibandingkan dengan langkah sintering awal. Peningkatan lebih lanjut dalam suhu sintering mengakibatkan penyusutan semua spesimen karena efek sintering nanopartikel Si-SiC berukuran nano. Peningkatan waktu penahanan spesimen pada suhu sintering dari 0 menjadi 1 menit juga mengakibatkan peningkatan penyusutan spesimen. Penambahan karbon aktif ekstra ke campuran SiC dan Si-SiC menunjukkan perpindahan susut yang lebih tinggi setelah 1500 °C dibandingkan dengan campuran SiC/Si-SiC tanpa karbon aktif (Gbr. 8d, e). Selanjutnya, perpindahan susut meningkat dengan meningkatnya jumlah tambahan karbon aktif tambahan. Misalnya, perpindahan penyusutan meningkat dari 1,11 menjadi 1,61 mm, ketika jumlah karbon aktif yang ditambahkan masing-masing meningkat dari 0,1 menjadi 0,2% berat, seperti yang ditampilkan pada Gambar 8d, e. Hal ini disebabkan oleh efek ikatan reaksi silikon bebas nanopartikel komposit Si-SiC dan karbon aktif. Sifat eksotermis dari reaksi ini menghasilkan peningkatan suhu nyata di dalam pelet SiC selama sintering. Dengan demikian, hasil ini dengan jelas menegaskan bahwa efek ikatan reaksi silikon dan karbon aktif dapat meningkatkan kerapatan relatif dan kekerasan keramik SiC.
Perubahan perpindahan penyusutan pelet SiC yang disinter dengan nanopartikel komposit Si-SiC berukuran nano selama proses SPS (detail a, b, c, d, dan e diberikan pada Tabel 2)
Dari hasil percobaan di atas, dapat disimpulkan mekanisme sintering serbuk SiC berukuran mikron dengan serbuk komposit Si-SiC berukuran nano dan karbon aktif sebagai berikut. Pada Tabel 1 ditentukan bahwa sintering serbuk SiC berukuran mikron dengan 10% berat serbuk komposit Si-SiC berukuran nano dimulai pada 1600 °C, dan reaksi sintering dipercepat dengan meningkatnya suhu sintering dan waktu penahanan. Dari hasil ini, kami mengkonfirmasi efek ukuran nano dari nanopartikel komposit Si-SiC pada sintering bubuk SiC berukuran mikron. Di sini, jika karbon aktif ditambahkan ke dalam campuran SiC berukuran mikron dan bubuk komposit Si-SiC berukuran nano, ikatan reaksi, yang berasal dari reaksi eksotermik antara silikon bebas dari nanopartikel komposit Si-SiC, dapat diinduksi menjadi proses sintering seperti yang ditunjukkan secara skematis pada Gambar 9. Akibatnya, dapat ditemukan bahwa mekanisme sintering bubuk SiC berukuran mikron dengan bubuk komposit Si-SiC berukuran nano dan karbon aktif sebagai aditif sintering terletak pada kedua efek, nano- efek ukuran dan efek ikatan reaksi, yang diperkenalkan dari bubuk komposit Si-SiC berukuran nano.
Gambar skema mekanisme sintering untuk serbuk SiC berukuran mikron dengan serbuk komposit Si-SiC berukuran nano dan karbon aktif sebagai aditif sintering
Kesimpulan
Serbuk SiC (2–5 μm) berukuran mikron disintesis dengan metode solid-state menggunakan serbuk Si dan sumber karbon aktif. Serbuk komposit Si-SiC berukuran nano, memiliki ukuran partikel 20–70 nm, dibuat dengan proses plasma termal busur yang tidak ditransfer. Pelet SiC yang disinter dibuat dengan proses SPS menggunakan campuran serbuk SiC berukuran mikron dan partikel komposit SiC berukuran nano sebagai aditif sintering dengan perbandingan yang berbeda. Pada rasio tetap SiC berukuran mikron dan SiC berukuran nano (90:10), densitas relatif dan kekerasan Vicker meningkat dengan meningkatnya suhu sintering dan waktu penahanan. Kepadatan relatif maksimum (88,2%) dan kekerasan Vicker (21,2) dicatat pada suhu sinter 1800 °C selama 1 menit waktu penahanan. Kepadatan relatif dan kekerasan Vicker selanjutnya ditingkatkan dengan penambahan karbon aktif ekstra ke dalam campuran SiC berukuran mikron dan SiC berukuran nano. Kepadatan relatif dan kekerasan Vicker masing-masing meningkat menjadi 97,1% dan 31,4 GPa, dengan penambahan 0,2% berat karbon aktif ekstra ke dalam campuran SiC/Si-SiC. Ditemukan bahwa efek ukuran nano partikel komposit Si-SiC dan sifat eksotermik dari ikatan reaksi silikon-karbon bertanggung jawab atas peningkatan kerapatan dan kekerasan relatif. Oleh karena itu, disarankan agar partikel komposit Si-SiC berukuran nano dapat menjadi aditif yang menjanjikan untuk sintering keramik SiC.
