碳化矽陶瓷材料具有(yǒu)高(gāo)温(wēn)強(qiáng)度(dù)大(dà)，高(gāo)温(wēn)抗氧化性(xìng)強(qiáng)，耐磨損性(xìng)能(néng)好(hǎo)，热(rè)穩定(dìng)性(xìng)，热(rè)彭脹系(xì)数小，热(rè)導率大(dà)，硬(yìng)度(dù)高(gāo)，抗热(rè)震和(hé)耐化學(xué)腐蝕等優良特(tè)性(xìng)。在(zài)汽車、機(jī)械化工、环(huán)境保護、空間(jiān)技術(shù)、信(xìn)息電(diàn)子、能(néng)源等領域有(yǒu)着日益广泛的(de)應(yìng)用，已經(jīng)成(chéng)为(wèi)一(yī)種(zhǒng)在(zài)很多(duō)工業領域性(xìng)能(néng)優异(yì)的(de)其(qí)他材料不(bù)可(kě)替代(dài)的(de)結構陶瓷。

SiC陶瓷的(de)優异(yì)性(xìng)能(néng)與(yǔ)其(qí)獨特(tè)結構密切(qiè)相關(guān)。

SiC是(shì)共(gòng)價鍵很強(qiáng)的(de)化合物(wù)，SiC中(zhōng)Si-C鍵的(de)離子性(xìng)僅12％左(zuǒ)右(yòu)。因(yīn)此(cǐ)，SiC強(qiáng)度(dù)高(gāo)、彈性(xìng)模量(liàng)大(dà)，具有(yǒu)優良的(de)耐磨損性(xìng)能(néng)。純SiC不(bù)会(huì)被(bèi)HCl、HNO3、H2SO4和(hé)HF等酸(suān)溶液以(yǐ)及(jí)NaOH等堿溶液侵蝕。在(zài)空气(qì)中(zhōng)加热(rè)时(shí)易發(fà)生(shēng)氧化，但氧化时(shí)表(biǎo)面(miàn)形成(chéng)的(de)SiO2会(huì)抑制氧的(de)進(jìn)一(yī)步擴散，故氧化速率並(bìng)不(bù)高(gāo)。在(zài)電(diàn)性(xìng)能(néng)方(fāng)面(miàn)，SiC具有(yǒu)半導體(tǐ)性(xìng)，少(shǎo)量(liàng)雜質(zhì)的(de)引入会(huì)表(biǎo)現(xiàn)出(chū)良好(hǎo)的(de)導電(diàn)性(xìng)。此(cǐ)外(wài)，SiC還(huán)有(yǒu)優良的(de)導热(rè)性(xìng)。

SiC陶瓷的(de)燒結工藝簡述如(rú)下(xià)：

無压燒結

無压燒結被(bèi)认为(wèi)是(shì)SiC燒結最(zuì)有(yǒu)前(qián)途的(de)燒結方(fāng)法，根(gēn)據(jù)燒結機(jī)理(lǐ)的(de)不(bù)同(tóng)，無压燒結又可(kě)分(fēn)为(wèi)固相燒結和(hé)液相燒結。S.Proehazka通(tòng)过(guò)在(zài)超细(xì)β-SiC粉體(tǐ)（含氧量(liàng)小于(yú)2%）中(zhōng)同(tóng)时(shí)加入适量(liàng)B和(hé)C的(de)方(fāng)法，在(zài)2020℃下(xià)常压燒結成(chéng)密度(dù)高(gāo)于(yú)98%的(de)SiC燒結體(tǐ)。A.Mulla等以(yǐ)Al2O3和(hé)Y2O3为(wèi)添加劑在(zài)1850-1950℃燒結0.5μm的(de)β-SiC(颗(kē)粒(lì)表(biǎo)面(miàn)含有(yǒu)少(shǎo)量(liàng)SiO2)，獲得的(de)SiC陶瓷相对(duì)密度(dù)大(dà)于(yú)理(lǐ)論密度(dù)的(de)95%，並(bìng)且(qiě)晶粒(lì)细(xì)小，平均尺寸(cùn)为(wèi)1.5μm。  

热(rè)压燒結

不(bù)添加任何燒結助劑，純SiC只(zhī)有(yǒu)在(zài)极高(gāo)的(de)温(wēn)度(dù)下(xià)才能(néng)燒結致(zhì)密，于(yú)是(shì)不(bù)少(shǎo)人对(duì)SiC實(shí)行热(rè)压燒結工藝。關(guān)于(yú)添加燒結助劑对(duì)SiC進(jìn)行热(rè)压燒結的(de)報道(dào)已有(yǒu)許多(duō)。Alliegro等研究了B、Al、Ni、Fe、Cr等金(jīn)屬添加物(wù)对(duì)SiC致(zhì)密化的(de)影響，發(fà)現(xiàn)Al和(hé)Fe是(shì)促進(jìn)SiC热(rè)压燒結最(zuì)有(yǒu)效的(de)添加劑。F.F.Lange研究了添加不(bù)同(tóng)量(liàng)Al2O3对(duì)热(rè)压燒結SiC的(de)性(xìng)能(néng)影響，认为(wèi)热(rè)压燒結致(zhì)密是(shì)靠溶解(jiě)--再沉澱機(jī)理(lǐ)。但是(shì)热(rè)压燒結工藝只(zhī)能(néng)制備形狀簡單的(de)SiC部(bù)件(jiàn)，而(ér)且(qiě)一(yī)次(cì)热(rè)压燒結过(guò)程中(zhōng)所(suǒ)制備的(de)産品数量(liàng)很小，因(yīn)此(cǐ)不(bù)利于(yú)工業化生(shēng)産。 

热(rè)等静(jìng)压燒結 

为(wèi)了克(kè)服(fú)傳統燒結工藝存在(zài)的(de)缺陷，Duna以(yǐ)B和(hé)C为(wèi)添加劑，采用热(rè)等静(jìng)压燒結工藝，在(zài)1900℃便獲得了密度(dù)大(dà)于(yú)98%、室(shì)温(wēn)抗彎強(qiáng)度(dù)高(gāo)达(dá)600MPa左(zuǒ)右(yòu)的(de)细(xì)晶SiC陶瓷。盡管(guǎn)热(rè)等静(jìng)压燒結可(kě)獲得形狀複雜的(de)致(zhì)密SiC制品，並(bìng)且(qiě)制品具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)力學(xué)性(xìng)能(néng)，但是(shì)HIP燒結必须对(duì)素坯進(jìn)行包(bāo)封(fēng)，所(suǒ)以(yǐ)很難實(shí)現(xiàn)工業化生(shēng)産。 

反應(yìng)燒結 

反應(yìng)燒結S iC又稱自(zì)結合SiC，是(shì)通(tòng)过(guò)多(duō)孔坯件(jiàn)同(tóng)气(qì)相或(huò)液相發(fà)生(shēng)化學(xué)反應(yìng),使坯件(jiàn)質(zhì)量(liàng)增加,孔隙減小,並(bìng)燒結成(chéng)具有(yǒu)一(yī)定(dìng)強(qiáng)度(dù)和(hé)尺寸(cùn)精度(dù)的(de)成(chéng)品的(de)工藝。是(shì)由α—SiC粉和(hé)石(dàn)墨按一(yī)定(dìng)比例混台(tái)成(chéng)坯體(tǐ)后，並(bìng)加热(rè)到(dào)1650 ℃左(zuǒ)右(yòu)，同(tóng)时(shí)熔滲 Si或(huò)通(tòng)过(guò)气(qì)相Si滲入坯體(tǐ)，使之(zhī)與(yǔ)石(dàn)墨起(qǐ)反應(yìng)生(shēng)成(chéng)β—SiC，把(bǎ)原先(xiān)存在(zài)的(de)α—SiC颗(kē)粒(lì)結合起(qǐ)来(lái)。 如(rú)果(guǒ)滲Si完全(quán)，就(jiù)可(kě)得到(dào)完全(quán)致(zhì)密、無尺寸(cùn)收(shōu)縮的(de)反應(yìng)燒結體(tǐ)。同(tóng)其(qí)它(tā)燒結工藝比較,反應(yìng)燒結在(zài)致(zhì)密过(guò)程中(zhōng)的(de)尺寸(cùn)變(biàn)化小,可(kě)以(yǐ)制造尺寸(cùn)精确的(de)制品，但燒結體(tǐ)中(zhōng)相當数量(liàng)SiC的(de)存在(zài)，使得反應(yìng)燒結的(de)SiC陶瓷高(gāo)温(wēn)性(xìng)能(néng)較差。     

采用無压燒結、热(rè)压燒結、热(rè)等静(jìng)压燒結和(hé)反應(yìng)燒結的(de)SiC陶瓷具有(yǒu)各(gè)异(yì)的(de)性(xìng)能(néng)特(tè)點(diǎn)。如(rú)就(jiù)燒結密度(dù)和(hé)抗彎強(qiáng)度(dù)来(lái)说(shuō)，热(rè)压燒結和(hé)热(rè)等静(jìng)压燒結SiC陶瓷相对(duì)較多(duō)，反應(yìng)燒結SiC相对(duì)較低(dī)。另(lìng)一(yī)方(fāng)面(miàn)，SiC陶瓷的(de)力學(xué)性(xìng)能(néng)還(huán)随燒結添加劑的(de)不(bù)同(tóng)而(ér)不(bù)同(tóng)。無压燒結、热(rè)压燒結和(hé)反應(yìng)燒結SiC陶瓷对(duì)強(qiáng)酸(suān)、強(qiáng)堿具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)抵抗力，但反應(yìng)燒結SiC陶瓷对(duì)HF等超強(qiáng)酸(suān)的(de)抗蝕性(xìng)較差。就(jiù)耐高(gāo)温(wēn)性(xìng)能(néng)比較来(lái)看(kàn)，當温(wēn)度(dù)低(dī)于(yú)900℃时(shí)，幾(jǐ)乎所(suǒ)有(yǒu)SiC陶瓷強(qiáng)度(dù)均有(yǒu)所(suǒ)提(tí)高(gāo)；當温(wēn)度(dù)超过(guò)1400℃时(shí)，反應(yìng)燒結SiC陶瓷抗彎強(qiáng)度(dù)急劇下(xià)降。（这(zhè)是(shì)由于(yú)燒結體(tǐ)中(zhōng)含有(yǒu)一(yī)定(dìng)量(liàng)的(de)遊離Si，當超过(guò)一(yī)定(dìng)温(wēn)度(dù)抗彎強(qiáng)度(dù)急劇下(xià)降所(suǒ)致(zhì)）对(duì)于(yú)無压燒結和(hé)热(rè)等静(jìng)压燒結的(de)SiC陶瓷，其(qí)耐高(gāo)温(wēn)性(xìng)能(néng)主(zhǔ)要(yào)受添加劑種(zhǒng)類(lèi)的(de)影響。

SiC陶瓷的(de)4種(zhǒng)燒結方(fāng)式各(gè)有(yǒu)千(qiān)秋，但是(shì)在(zài)科技發(fà)展(zhǎn)如(rú)此(cǐ)迅速的(de)今天，迫切(qiè)需要(yào)提(tí)高(gāo)SiC陶瓷的(de)性(xìng)能(néng)，不(bù)斷改進(jìn)制造技術(shù)，降低(dī)生(shēng)産成(chéng)本(běn)，實(shí)現(xiàn)SiC陶瓷的(de)低(dī)温(wēn)燒結。以(yǐ)达(dá)到(dào)降低(dī)能(néng)耗，降低(dī)生(shēng)産成(chéng)本(běn)，推動(dòng)SiC陶瓷産品産業化的(de)目的(de)。