碳化硅陶瓷制造工艺

小夏 科学 更新 2024-01-28

(1)碳化硅原料的制备。

碳化硅原料的制备方法很多,简要说明如下:

碳热还原。

在这种方法中,金属氧化物或非金属氧化物与碳反应形成碳化物。

气相沉积。

在这种方法中,金属卤化物、碳氢化合物和氢被分解并相互反应形成SiC。 这种方法可以制备高纯度的SiC粉末,也可以生产隔膜。

自传播高温合成法(SHS法)。

它是近年来发展起来的一种制备难熔化合物的方法。 SHS法是一种化学方法,但一般化学方法依靠外部热源来维持反应,而SHS法则依靠反应过程中释放的热量来维持反应。 SHS法的优点是:节能、工艺简单、产品纯度高。

2)成型。碳化硅陶瓷可以通过传统的成型方法成型,但浆料浇注和注射成型方法可用于复杂的形状。

3)烧制。碳化硅陶瓷难以烧结,通常采用以下方式制造:

常压烧结法。

实际情况表明,如果采用高纯超细粉体,选择合理的工艺、相组成和适当的添加剂,可以通过常压烧结获得高密度碳化硅产品。 例如,使用亚微米级 - SiC粉末,其中使用氧含量。

0.2% 并加 05% 硼和 10%碳,在惰性气氛或真空下在1950-2100的温度下烧制,在大气压下,也可以得到几乎完全致密化的碳化硅产品。

反应烧结法。

这种方法也称为自结合法或二氧化硅浸润法。 它与-SiC和石墨粉按一定比例混合压制成坯体,加热到1650°C左右,通过液相或气相将Si渗入坯体,使其与石墨反应生成-SiC,同时将原有的-SiC颗粒结合,达到致密化。 这种烧结没有任何尺寸变化,但烧结体含有8%的10%游离硅,因此使用温度受到限制。

反应烧结通常在真空下通过石墨坩埚的感应加热进行,设备采用反应烧结炉完成。

热压烧结法。

将SiC粉末加入添加剂中,置于石墨模具中,在1950和200MPa的压力下烧结,得到理论密度接近的碳化硅产品。 常用的助剂有Al2O3、AIN、BN、B4C、B、B C等,其中硼是最有效的助剂。 实践表明,原料的细度、相、含碳量、压力、温度、添加剂的种类和含量对烧结有很大影响。

受精。 该方法以制造碳化硅纤维的原料聚碳酸酯硅烷为粘结剂,加入到碳化硅粉末中烧结成多孔碳化硅制品,然后置于聚碳酸酯硅烷中浸渍,再在1000°C下烧结以增加密度,如此多次重复,堆积密度可达到理论密度的80%95%这种方法最大的特点是可以在较低的温度下获得高纯度、高强度的碳化硅材料,可以制造各种复杂形状的产品。

重结晶法。 这种方法又称后烧结法,是一种新开发的烧结方法。 这是对SiC进行反应烧结和常压烧结,然后在高温下(>2000)进行再结晶和烧结,最终得到致密的烧结体。

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