碳化硅陶瓷是一種黑色陶瓷結構件，已廣泛應用于汽車、機械化、環(huán)保、航天技術、信息電子、能源等領域，它的質(zhì)量和性能的反饋情況也非常的好，已成為許多工業(yè)領域性能優(yōu)異的不可替代的結構陶瓷。碳化硅陶瓷常見的燒結工藝有哪些？諾一精密陶瓷為您分享：

碳化硅陶瓷的燒結工藝

無壓燒結

無壓燒結被認為是最有希望的SiC燒結燒結方法。根據(jù)不同的燒結機理，無壓燒結可分為固相燒結和液相燒結。通過在超細β-SiC粉末中同時添加適量的B和C(氧含量小于2%)，將S. Proehazka在2020℃下燒結至密度高于98%的SiC燒結體。 A.Mulla等人。使用Al2O3和Y2O3作為添加劑，在1850-1950℃燒結0.5μmβ-SiC(顆粒表面含有少量SiO2)。所得SiC陶瓷的相對密度大于理論密度的95%，并且晶粒尺寸小且平均尺寸，它是1.5微米。

熱壓燒結

Nadeau指出，純SiC在沒有任何燒結添加劑的情況下，只能在很高的溫度下致密燒結，因此許多人對SiC實施熱壓燒結工藝。通過添加助燒劑對SiC進行熱壓燒結的研究已有很多報道。Alliegro等人研究了硼、鋁、鎳、鐵、鉻等金屬添加劑對SiC致密化的影響。結果表明，鋁和鐵是促進SiC熱壓燒結最有效的添加劑。F.F.Lange研究了添加不同量的Al2O3對熱壓燒結SiC性能的影響。認為熱壓燒結SiC的致密化與溶解沉淀機理有關。然而，熱壓燒結工藝只能生產(chǎn)形狀簡單的SiC零件，一次性熱壓燒結工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量非常少，不利于工業(yè)生產(chǎn)。

熱等靜壓燒結

為了克服傳統(tǒng)燒結工藝的缺點，水肺采用b型和c型為添加劑，采用熱等靜壓燒結技術。在1900°C的條件下，得到了密度大于98的精細晶相陶瓷，室溫彎曲強度可達600 mpa。盡管熱等靜壓燒結可以得到形狀復雜的致密相態(tài)產(chǎn)品，且產(chǎn)品具有良好的力學性能，但髖部燒結必須密封空白，難以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。

反應燒結

反應燒結碳化硅，又稱自結合碳化硅，是指多孔鋼坯與氣相或液相反應，提高鋼坯質(zhì)量，減少氣孔，并以一定的強度和尺寸精度燒結成品的過程。將α-SiC粉末與石墨按一定比例混合，加熱到1650℃左右，形成方坯。同時，它通過氣相Si滲透或滲透到鋼坯中，與石墨反應生成β-SiC，結合現(xiàn)有的α-SiC顆粒。當Si完全滲入時，可以得到密度完全、尺寸無收縮的反應燒結體。與其它燒結工藝相比，致密過程中反應燒結的尺寸變化較小，可以制得尺寸精確的產(chǎn)品，但燒結體中大量SiC的存在使反應燒結SiC陶瓷的高溫性能變差。

無壓力燒結SiC陶瓷、熱等靜壓燒結SiC陶瓷和反應燒結SiC陶瓷具有不同的性能。

例如，在燒結密度和抗彎強度方面，SiC陶瓷的熱壓燒結和熱等靜壓燒結相對較多，反應燒結SiC相對較低。另一方面，SiC陶瓷的力學性能隨燒結助劑的變化而變化。SiC陶瓷的無壓燒結、熱壓燒結和反應燒結具有較好的耐酸、耐堿性能，但反應燒結SiC陶瓷抗HF等超強酸腐蝕性能較差。當溫度低于900℃時，幾乎所有SiC陶瓷的抗彎強度都比高溫燒結陶瓷大幅度提高，反應燒結SiC陶瓷的抗彎強度在超過1400℃時急劇下降。(這是由于一定量的游離Si，在燒結體上是由一定溫度以上的彎曲強度急劇下降引起的。)對于無壓力燒結和熱等靜壓燒結的SiC陶瓷，高溫性能主要受添加劑種類的影響。

總的來說，碳化硅陶瓷的四種燒結方法各有優(yōu)勢。然而，在當今科學技術的飛速發(fā)展中，迫切需要提高SiC陶瓷的性能，不斷改進制造工藝，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)SiC陶瓷的低溫燒結。為了降低能耗，降低生產(chǎn)成本，促進SiC陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。

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