碳化硅陶瓷的燒結(jié)工藝
碳化硅陶瓷以其優(yōu)異的抗熱震,耐高溫,耐磨損,耐熱沖擊,高熱導(dǎo),高硬度,抗氧化和耐化學(xué)腐蝕以及熱穩(wěn)定性好等特性,已經(jīng)在石油,化學(xué),汽車,機械和宇航等工業(yè)領(lǐng)域中獲得大量應(yīng)用。例如,碳化硅可以用作各類軸承、滾珠、噴嘴、密封件、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、燃氣渦輪機葉片、反射屏和火箭燃燒室內(nèi)襯等。
SIC是強共價鍵結(jié)合的化合物。因而,燒結(jié)時的擴散速率非常低。即使在2100℃的高溫下,C和SI的自擴散系數(shù)也僅為所以, 碳化硅很難燒結(jié),必須借助添加劑或外部壓力或滲硅反應(yīng)才能實現(xiàn)致密化。目前,制備高密度碳化硅陶瓷的方法主要有無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)等。
通過無壓燒結(jié)工藝可以制備出復(fù)雜形狀和大尺寸的碳化硅部件。因此, 被認為是SIC陶瓷更有前途的燒結(jié)方法。采用熱壓燒結(jié)工藝只能制備簡單形狀的SIC部件,而且一次熱壓燒結(jié)過程所制備的產(chǎn)品數(shù)量很小,因而不利于商業(yè)化生產(chǎn)。
熱等靜壓工藝可以獲得復(fù)雜形狀的SIC制品,但必須對素壞進行包封,所以, 也很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
反應(yīng)燒結(jié)工藝可以制備出復(fù)雜形狀的SIC部件,而且其燒結(jié)溫度較低。但是,反應(yīng)燒結(jié)SIC陶瓷的高溫性能較差。
一般來說,無壓燒結(jié)SIC陶瓷的綜合性能優(yōu)于反應(yīng)燒結(jié)的SIC, 但是遜色于熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SIC。
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