碳化硅陶瓷简析

　　高温烧结碳化硅陶瓷是一种特殊的陶瓷产品，由细小颗粒α-SiC和添加剂压制成生坯，然后与液态硅在高温下接触，生坯中的碳与渗入的硅反应形成β-SiC，β-SIc与α-SiC结合，游离硅填充孔隙，从而获得高密度陶瓷材料;

　　高温烧结碳化硅陶瓷制品通过增塑剂燃烧或热解成多孔碳，液态或气态硅与无定形碳或石墨反应生成SiC。反应生成的碳化硅多晶体与碳化硅粉末结合，过量的硅[~10%(体积)]填充微孔，得到无孔产品。25℃弯曲强度可达400-600兆帕;熔点(1410度)强度为250兆帕，弹性模量约为115兆帕。最高使用温度可达1350℃。所以碳化硅桨、碳化硅悬臂桨、碳化硅悬臂梁是1350℃以内其他材料无法替代的工业产品;

　　高温烧结碳化硅陶瓷也称为自结合碳化硅陶瓷。典型的高温烧结碳化硅陶瓷产品包括商业化材料和硅浸渍烧结碳化硅。其塑料坯料通常由碳化硅粉末(~5μm)、碳或石墨与塑料剂混合制成，也可以由碳化硅粉末与塑料烧结剂混合制成。坯体通过压制、挤压、灌浆或其他成型方法制成素坯;

　　高温烧结碳化硅陶瓷制品在其高温烧结过程中受诸多因素的影响，如粉末粒度、压坯密度、温度、升温速度等。烧结过程希望发生收缩，以获得高致密度的制品，但在有些情况下样品发生膨胀。反应放热使温度升高，促使液相生成和收缩、致密化。收缩与液相量的多少、分布及持续时间相关。膨胀的原因可能是合金化时物质的非平衡扩散，也可能是液相沿固相晶界穿透造成的。反应烧结过程有化合物的形成，并带有放热特征，使过程变得更为复杂。下面讨论这些因素对过程的影响

　　高温烧结碳化硅陶瓷制品具有高强度、高硬度、高耐磨、耐腐蚀及良好的抗氧化、抗热震等性能。与重结晶碳化硅和氮化硅结合碳化硅相比较，反应烧结碳化硅的长期性能更加出色。反应烧结碳化硅的抗弯强度是重结晶碳化硅的两倍多，比氮化硅结合碳化硅高约50%;产品广泛应用于各种工业窑炉、脱硫设备、大型锅炉等机械设备以及陶瓷、机械、冶金、电子、化工、钢铁工业等领域