碳化硅陶瓷的反應(yīng)燒結(jié)法
最早在美國研究成功。碳化硅反應(yīng)燒結(jié)的工藝過程為:先將α-碳化硅粉和石墨粉按比例混勻,經(jīng)干壓、擠壓或注漿等方法制成多孔坯體。在高溫下與液態(tài)Si接觸,坯體中的C與滲入的Si反應(yīng),生成β-碳化硅,并與α-碳化硅相結(jié)合,過量的Si填充于氣孔,從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)體。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅通常含有8%的游離Si。因此,為保證滲Si的完全,素坯應(yīng)具有足夠的孔隙度。一般通過調(diào)整最初混合料中α-碳化硅和C的含量,α-碳化硅粒度級配,C的形狀和粒度以及成型壓力等手段來獲得適當(dāng)?shù)乃嘏髅芏取?/span>
實(shí)驗(yàn)表明,采用無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)的碳化硅陶瓷具有各異的性能特點(diǎn)。如就燒結(jié)密度和抗彎強(qiáng)度來說,熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)碳化硅陶瓷相對較多,反應(yīng)燒結(jié)碳化硅相對較低。另一方面,碳化硅陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有良好的抵抗力,但反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷對HF等超強(qiáng)酸的抗蝕性較差。就耐高溫性能比較來看,當(dāng)溫度低于900℃時,幾乎所有碳化硅陶瓷強(qiáng)度均有所提高;當(dāng)溫度超過1400℃時,反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷抗彎強(qiáng)度急劇下降。(這是由于燒結(jié)體中含有一定量的游離Si,當(dāng)超過一定溫度抗彎強(qiáng)度急劇下降所致)對于無壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的碳化硅陶瓷,其耐高溫性能主要受添加劑種類的影響。
總之,碳化硅陶瓷的性能因燒結(jié)方法不同而不同。一般說來,無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的綜合性能優(yōu)于反應(yīng)燒結(jié)的碳化硅陶瓷,但次于熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的碳化硅陶瓷。
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