碳化硅陶瓷的制作工藝
碳化硅的反應(yīng)燒結(jié)法最早在美國(guó)研究成功。反應(yīng)燒結(jié)的工藝過(guò)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)硅接觸,坯體中的碳與滲入的硅反應(yīng),生產(chǎn)β-SIC,并與α-SIC相結(jié)合,過(guò)量的硅填充與氣孔,從而得到無(wú)孔致密的反應(yīng)燒結(jié)體。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅通常含有8%的游離硅。因此,為保證滲硅的完全,素坯應(yīng)具有足夠的孔隙度。一般通過(guò)調(diào)整最初混合料中α-SIC和碳的含量,α-SIC的粒度級(jí)配,碳的形狀和粒度以及成型壓力等手段來(lái)獲得適當(dāng)?shù)乃嘏髅芏取?/span>
實(shí)驗(yàn)表明,采用無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)的碳化硅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(lái)說(shuō),熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)碳化硅陶瓷相對(duì)較多,反應(yīng)燒結(jié)碳化硅相對(duì)降低。另一方面,碳化硅陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有良好的抵抗力,單反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷對(duì)HF等超強(qiáng)酸的抗蝕性較差。就耐高溫性能比較來(lái)看,當(dāng)溫度低于900℃時(shí),幾乎所有碳化硅陶瓷強(qiáng)度均有所提高;當(dāng)溫度超過(guò)1400℃時(shí),反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷抗彎強(qiáng)度急劇下降。對(duì)于無(wú)壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的碳化硅陶瓷,其耐高溫性能主要受添加劑種類的影響。
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