实验中选用自制的硅碳棒作为研究对象，其发热部位尺寸为1 Omm X150mm测量其电阻随温度和保温时间的变化规律，试验温度选为1600℃，并在此温度下长时间保温。材料的显微结构表征采用型号为JSM-5610LY的日产扫描电镜观察烧结体断口形貌、以及氧化实验后试样的界面形貌。由于碳化硅在重结晶烧结过程中不产生收缩，硅碳棒密度由生坯密度所决定，因此高致密生坯的制备是生产高性能硅碳棒的先决条件。对于不含有气孔的生坯，其排胶后的密度d生与成型时所加碳化硅、水和塑式中，M、为泥料中碳化硅的质量分数，M水为泥料中水的质量分数，M塑为泥料中所加塑化剂的质量分数。从式(3-1)可知要制备高致密的硅碳棒，在硬塑挤出成型时，要尽可能的提高泥料固含量，减少塑化液(水+塑化剂)的用量成为高性能硅碳棒制备的关键。挤压模内泥料的受力情况如图(3_1)所示，在挤压嘴上方，泥料的受力情况与干压类似，由于受到垂直向下的压力P，塑性泥料被压缩时会力图向水平方向膨胀，而模壁会产生相应的反作用力来阻止其在水平方向上的膨胀。这个模壁对泥料的反作用力即是P侧。由于挤压嘴的存在，使其在挤出口处和挤压嘴的斜面上受力情况有所不同。由于挤压嘴出口处无外界压力，因此，在此区域内的泥料，当内外压力差超过其屈服极限时，立即会从出口挤出。此内外压差实际上就是经泥料传递到底面的压制压力P下(当然要考虑模壁的摩擦损失及粉末内摩擦损失)。而在挤压嘴的斜面上见图(3-2)，挤压力P可分解成沿斜面法向的力T和沿斜面对粉末的运动阻力N，其中包括泥料与斜面的摩擦N,。在不考虑泥料与斜面摩擦阻力情况下，有:实验中将初选效果较好的塑化剂MC, CMC、与PX(一种水溶性高分子)在相同级配800um55%,100um15%,Sum30%)相同成型压力20MPa下，考察了不同掺入量对最终硅碳棒致密度的影响。(成型压力可由泥料的含水率适当调整)随着塑化剂掺量的增加显著降低了泥料的含水率。这3种塑化剂各自在1.6%.1.6%, 1.8%时使泥料的含水率达到最低，而后随着塑化剂的加入含水率变化不明显。这是因为水溶性塑化剂的加入后，在水中溶解形成塑化液，并在颗粒表面吸附。这种塑化液与水不同，当两颗粒受压靠拢时，水膜很容易被挤破或拉破，而塑化液本身具有一定液膜强度，在挤压下不易被压破，且液膜与颗粒之间又有着较强结合，使其不易在结合处被拉破。因此使两颗粒之间总存在液膜，从而使颗粒之间由液膜的摩擦代替颗粒之间的摩擦。而当塑化剂掺量过多时，反而使液膜的粘度过大，提高了液膜之间的摩擦系数，从而使水的用量不减反增。由公式(3-1)可知，塑化剂以及水都在硅碳棒坯体中占据一定体积，过多的水或者塑化剂的掺入都会降低泥料中的固含量，从而降低最终硅碳棒的致密度，从图(3-7)塑化剂惨量对塑化液的影响中可以明显的看出，塑化剂的掺入量存在个合适的范围，过多过少都会增加塑化液的用量，从而降低生坯的致密度。www.zbqunqiang.cn