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08.05.2019 | Ausgabe 4/2019

Metallurgical and Materials Transactions B 4/2019

Kinetics of SiC Formation on Graphite Using N2-CO-SiO and N2-CO-H2-SiO Gas Mixtures

Zeitschrift:
Metallurgical and Materials Transactions B > Ausgabe 4/2019
Autoren:
Joon Seok Oh, Joonho Lee
Wichtige Hinweise
Manuscript submitted December 3, 2018.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The formation of SiC on a graphite surface through the reaction between SiO gas and C was investigated. Experiments were conducted at 1843 K, 1873 K, and 1903 K (1570 °C, 1600 °C, and 1630 °C) under N2-CO-SiO or N2-CO-H2-SiO gas mixture atmospheres. The formation rate of SiC on the graphite increased with the increasing temperature and with the decreasing partial pressure of CO gas. The forward (kf) and backward (kb) reaction rate constants of SiC formation with SiO gas were obtained as follows:
$$ \ln {k_{\text{f}}}\left( {{\text{mol}}/{\text{c}}{{\text{m}}^2} \cdot {\text{s}} \cdot {\text{atm}}} \right) = 29.175 - 76,083/{\text{T}} $$
$$ \ln {k_{\text{b}}}\left( {{\text{mol}}/{\text{c}}{{\text{m}}^2} \cdot {\text{s}} \cdot {\text{atm}}} \right) = 53.518 - 129,072/{\text{T}} $$
Under the N2-CO-H2-SiO gas mixture atmosphere, the formation rate of SiC on the graphite increased. It was observed that the formation of SiC whiskers was enhanced by the catalytic reaction in liquid Fe-based nanodroplets.

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