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来源:产品中心    发布时间:2023-11-22 05:26:44
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  1974年经过在高纯度β-SiC细粉中一起参加少数的B和C,选用无压烧结工艺,于2020℃成功地取得高密度SiC陶瓷。现在,该工艺已成为制备SiC陶瓷的首要办法。研讨者以为:晶界能与外表能之比小于1.732是细密化的热力学条件,当一起增加B和C后,B固溶到SiC中,使晶界能下降,C把SiC粒子外表的SiO2复原除掉,进步外表能,因而B和C的增加为SiC的细密化发明了热力学方面的有利条件。但是,日本研讨人员却以为SiC的细密并不存在热力学方面的约束。还有学者觉得,SiC的细密化机理可能是液相烧结,他们发现:在一起增加B和C的β-SiC烧结体中,有富B的液相存在于晶界处。关于无压烧结机理,现在尚无结论。以α-SiC为质料,一起增加B和C,也相同可完成SiC的细密烧结。

  研讨标明:独自运用B和C作增加剂,无助于SiC陶瓷充沛细密。只要一起增加B和C时,才干完成SiC陶瓷的高密度化。为了SiC的细密烧结,SiC粉料的比外表积应在10m2/g以上,且氧含量尽可能低。B的增加量在0.5%左右,C的增加量取决于SiC质猜中氧含量凹凸,一般C的增加量与SiC粉猜中的氧含量成正比。

  最近,有研讨者在亚微米SiC粉猜中参加Al2O3和Y2O3,在1850℃~2000℃温度下完成SiC的细密烧结。因为烧结温度低而具有显着细化的微观结构,因而,其强度和耐性大大改进。

  50年代中期,就开端研讨B、Ni、Cr、Fe、Al等金属增加物对SiC热压烧结的影响。试验标明:Al和Fe是促进SiC热压细密化的最有用的增加剂。

  有研讨者以Al2O3为增加剂,经过热压烧结工艺,也完成了SiC的细密化,并以为其机理是液相烧结。此外,还有研讨者别离以B4C、B或B与C,Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C与C作增加剂,选用热压烧结,也都取得了细密SiC陶瓷。

  研讨标明:烧结体的显微结构和力学、热学等功能会因增加剂的品种不同而异。如:当选用B或B的化合物为增加剂,热压SiC的晶粒尺度较小,但强度高。当选用Be作增加剂,热压SiC陶瓷具有较高的导热系数。

  近年来,为进一步提高SiC陶瓷的力学功能,研讨人员进行了SiC陶瓷的热等静压工艺的研讨工作。研讨人员以B和C为增加剂,选用热等静压烧结工艺,在1900℃便取得高密度SiC烧结体。更进一步,经过该工艺,在2000℃和138MPa压力下,成功完成无增加剂SiC陶瓷的细密烧结。

  研讨标明:当SiC粉末的粒径小于0.6μm时,即便不引进任何增加剂,经过热等静压烧结,在1950℃即可使其细密化。如选用比外表积为24m2/g的SiC超细粉,选用热等静压烧结工艺,在1850℃便可取得高细密度的无增加剂SiC陶瓷。别的,Al2O3是热等静压烧结SiC陶瓷的有用增加剂。而C的增加对SiC陶瓷的热等静压烧结细密化不起作用,过量的C甚至会按捺SiC陶瓷的烧结。

  SiC的反响烧结法最早在美国研讨成功。反响烧结的工艺进程为:先将α-SiC粉和石墨粉按份额混匀,经干压、揉捏或注浆等办法制造而成多孔坯体。在高温下与液态Si触摸,坯体中的C与进入的Si反响,生成β-SiC,并与α-SiC相结合,过量的Si填充于气孔,然后得到无孔细密的反响烧结体。反响烧结SiC一般含有8%的游离Si。因而,为确保渗Si的彻底,素坯应有足够的孔隙度。一般是经过调整开始混合猜中α-SiC和C的含量,α-SiC的粒度级配,C的形状和粒度以及成型压力等手法来取得恰当的素坯密度。

  试验标明,选用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反响烧结的SiC陶瓷具有各异的功能特色。如就烧结密度和抗弯强度来说,热压烧结和热等静压烧结SiC陶瓷相对较多,反响烧结SiC比较来说较低。另一方面,SiC陶瓷的力学功能还随烧结增加剂的不同而不同。无压烧结、热压烧结和反响烧结SiC陶瓷对强酸、强碱具有十分杰出的抵抗力,但反响烧结SiC陶瓷对HF等超强酸的抗蚀性较差。就耐高温功能比较来看,当温度不高于900℃时,简直一切SiC陶瓷强度均有所进步;当温度超越1400℃时,反响烧结SiC陶瓷抗弯强度急剧下降。(这是因为烧结体中含有必定量的游离Si,当超越必定温度抗弯强度急剧下降所造成的)关于无压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷,其耐高温功能首要受增加剂品种的影响。

  总归,SiC陶瓷的功能因烧结办法不同而不同。一般说来,无压烧结SiC陶瓷的归纳功能优于反响烧结的SiC陶瓷,但次于热压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷。