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    碳化硅陶瓷反應燒結和無壓燒結的區別

    碳化硅陶瓷反應燒結和無壓燒結的區別

    編輯:轉自:材料科學與工程技術 發布時間:2024-01-19

    碳化硅陶瓷,此種是陶瓷材料中高溫強度最好的一種,其抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷里最好的,因而被廣泛的應用于各個工業領域。

    無壓燒結

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    無壓燒結被認為是最有希望的SiC燒結燒結方法。根據不同的燒結機理,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。

    反應燒結

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    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。

    SiC陶瓷的這兩種燒結方法各有優勢。然而,在當今科學技術的飛速發展中,迫切需要提高SiC陶瓷的性能,不斷改進制造工藝,降低生產成本,實現SiC陶瓷的低溫燒結。為了降低能耗,降低生產成本,促進SiC陶瓷產品的產業化。


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