碳化硅陶瓷環(huán)

近年來，為進(jìn)一步提高碳化硅陶瓷的力學(xué)性能，研究人員進(jìn)行了碳化硅陶瓷的熱等靜壓工藝的研究工作。研究人員以B和C為添加劑，采用熱等靜壓燒結(jié)工藝，在1900℃便獲得高密度SiC燒結(jié)體。更進(jìn)一步，通過該工藝，在2000℃和138MPa壓力下，成功實(shí)現(xiàn)無添加劑SiC陶瓷的致密燒結(jié)。研究表明：當(dāng)SiC粉末的粒徑小于0.6μm時(shí)，即使不引入任何添加劑，通過熱等靜壓燒結(jié)，在1950℃即可使其致密化。如選用比表面積為24m2/g的SiC超細(xì)粉，采用熱等靜壓燒結(jié)工藝，在1850℃便可獲得高致密度的無添加劑SiC陶瓷。SiC還有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。碳化硅陶瓷環(huán)

(這是由于燒結(jié)體中含有一定量的游離Si，當(dāng)超過一定溫度抗彎強(qiáng)度急劇下降所致)對(duì)于無壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SiC陶瓷，其耐高溫性能主要受添加劑種類的影響。較近，有研究者在亞微米SiC粉料中加入Al2O3和Y2O3，在1850℃～2000℃溫度下實(shí)現(xiàn)SiC的致密燒結(jié)。由于燒結(jié)溫度低而具有明顯細(xì)化的微觀結(jié)構(gòu)，因而，其強(qiáng)度和韌性較大程度上改善。另外，Al2O3是熱等靜壓燒結(jié)SiC陶瓷的有效添加劑。而C的添加對(duì)SiC陶瓷的熱等靜壓燒結(jié)致密化不起作用，過量的C甚至?xí)柚筍iC陶瓷的燒結(jié)。碳化硅陶瓷環(huán)碳化硅基復(fù)合材料，由于陶瓷材料固有脆性，限制了其在宇航等高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。

SiC結(jié)法較早在美國(guó)研究成功。反應(yīng)燒結(jié)的工藝過程為：先將α-SiC粉和石墨粉按比例混勻，經(jīng)干壓、擠壓或注漿等方法制成多孔坯體。在高溫下與液態(tài)Si接觸，坯體中的C與滲入的Si反應(yīng)，生成β-SiC，并與α-SiC相結(jié)合，過量的Si填充于氣孔，從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)體。反應(yīng)燒結(jié)SiC通常含有8%的游離Si。因此，為保證滲Si的完全，素坯應(yīng)具有足夠的孔隙度。一般通過調(diào)整較初混合料中α-SiC和C的含量，α-SiC的粒度級(jí)配，C的形狀和粒度以及成型壓力等手段來獲得適當(dāng)?shù)乃嘏髅芏取?/p>

陶瓷粉體的制備方法：粉體的特性對(duì)先進(jìn)陶瓷后續(xù)成型和燒結(jié)有著明顯的影響，特別是明顯影響陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。通常情況下，活性高、純度高、粒徑小的粉體有利于制備結(jié)構(gòu)均勻、性能優(yōu)良的陶瓷材料。=陶瓷粉體的制備主要包含固相反應(yīng)法、液相反應(yīng)法和氣相反應(yīng)法3大類。其中固相反應(yīng)法特點(diǎn)是成本較低、便于批量化生產(chǎn)，但雜質(zhì)較多，主要包括碳熱還原法〔碳化硅（SiC）粉體、氧氮化鋁（AlON）粉體）〕、高溫固相合成法（鎂鋁尖晶石粉體、鈦酸鋇粉體等）、自蔓延合成法氮化硅〔（Si3N4）粉體等300余種〕和鹽類分解法〔三氧化二鋁（Al2O3）粉體〕等。復(fù)合材料一定是一種以上的材料或組分組成的材料。

碳化硅多孔陶瓷材料具有如下特點(diǎn)：(1)物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定：碳化硅多孔陶瓷材料可以耐酸、堿腐蝕，也能夠承受高溫、高壓，自身潔凈狀態(tài)好，不會(huì)造成二次污染，是一種綠色環(huán)保的功能材料；(2)過濾精度高，再生性能好：用作過濾材料的多孔陶瓷材料具有較窄的孔徑分布范圍和較高的氣孔率與比表面積，被過濾物與陶瓷材料充分接觸，其中的懸浮物、膠體物及微生物等污染物質(zhì)被阻截在過濾介質(zhì)表面或內(nèi)部，過濾效果良好。碳化硅多孔陶瓷過濾材料經(jīng)過一段時(shí)間的使用后，用氣體或者液體進(jìn)行反沖洗，即可恢復(fù)原有的過濾能力。碳化硅陶瓷的燒結(jié)方法各有不同，也造就了其性能各有不同。碳化硅陶瓷環(huán)

碳化硅陶瓷具有較好的適應(yīng)外界環(huán)境的能力，能夠滿足抗腐蝕環(huán)境。碳化硅陶瓷環(huán)

實(shí)驗(yàn)表明，采用無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)的SiC陶瓷具有各異的性能特點(diǎn)。如就燒結(jié)密度和抗彎強(qiáng)度來說，熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)SiC陶瓷相對(duì)較多，反應(yīng)燒結(jié)SiC相對(duì)較低。另一方面，SiC陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有良好的抵抗力，但反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷對(duì)HF等較強(qiáng)酸的抗蝕性較差。就耐高溫性能比較來看，當(dāng)溫度低于900℃時(shí)，幾乎所有SiC陶瓷強(qiáng)度均有所提高；當(dāng)溫度超過1400℃時(shí)，反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷抗彎強(qiáng)度急劇下降。（這是由于燒結(jié)體中含有一定量的游離Si，當(dāng)超過一定溫度抗彎強(qiáng)度急劇下降所致）對(duì)于無壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SiC陶瓷，其耐高溫性能主要受添加劑種類的影響。碳化硅陶瓷環(huán)

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