碳化矽陶瓷製造工藝

Mondo 科學 更新 2024-01-28

(1)碳化矽原料的製備。

碳化矽原料的製備方法很多,簡要說明如下:

碳熱還原。

在這種方法中,金屬氧化物或非金屬氧化物與碳反應形成碳化物。

氣相沉積。

在這種方法中,金屬鹵化物、碳氫化合物和氫被分解並相互反應形成SiC。 這種方法可以製備高純度的SiC粉末,也可以生產隔膜。

自傳播高溫合成法(SHS法)。

它是近年來發展起來的一種製備難熔化合物的方法。 SHS法是一種化學方法,但一般化學方法依靠外部熱源來維持反應,而SHS法則依靠反應過程中釋放的熱量來維持反應。 SHS法的優點是:節能、工藝簡單、產品純度高。

2)成型。碳化矽陶瓷可以通過傳統的成型方法成型,但漿料澆注和注射成型方法可用於複雜的形狀。

3)燒製。碳化矽陶瓷難以燒結,通常採用以下方式製造:

常壓燒結法。

實際情況表明,如果採用高純超細粉體,選擇合理的工藝、相組成和適當的新增劑,可以通過常壓燒結獲得高密度碳化矽產品。 例如,使用亞微公尺級 - SiC粉末,其中使用氧含量。

0.2% 並加 05% 硼和 10%碳,在惰性氣氛或真空下在1950-2100的溫度下燒製,在大氣壓下,也可以得到幾乎完全緻密化的碳化矽產品。

反應燒結法。

這種方法也稱為自結合法或二氧化矽浸潤法。 它與-SiC和石墨粉按一定比例混合壓制成坯體,加熱到1650°C左右,通過液相或氣相將Si滲入坯體,使其與石墨反應生成-SiC,同時將原有的-SiC顆粒結合,達到緻密化。 這種燒結沒有任何尺寸變化,但燒結體含有8%的10%游離矽,因此使用溫度受到限制。

反應燒結通常在真空下通過石墨坩堝的感應加熱進行,裝置採用反應燒結爐完成。

熱壓燒結法。

將SiC粉末加入新增劑中,置於石墨模具中,在1950和200MPa的壓力下燒結,得到理論密度接近的碳化矽產品。 常用的助劑有Al2O3、AIN、BN、B4C、B、B C等,其中硼是最有效的助劑。 實踐表明,原料的細度、相、含碳量、壓力、溫度、新增劑的種類和含量對燒結有很大影響。

受精。 該方法以製造碳化矽纖維的原料聚碳酸酯矽烷為粘結劑,加入到碳化矽粉末中燒結成多孔碳化矽製品,然後置於聚碳酸酯矽烷中浸漬,再在1000°C下燒結以增加密度,如此多次重複,堆積密度可達到理論密度的80%95%這種方法最大的特點是可以在較低的溫度下獲得高純度、高強度的碳化矽材料,可以製造各種複雜形狀的產品。

重結晶法。 這種方法又稱後燒結法,是一種新開發的燒結方法。 這是對SiC進行反應燒結和常壓燒結,然後在高溫下(>2000)進行再結晶和燒結,最終得到緻密的燒結體。

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