大同碳化硅制作出來的碳化硅陶瓷
作者：admin 發(fā)布日期：2017/10/17 關注次數(shù)：
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我們可能不太明白什么是大同碳化硅，下面為大家介紹下，我們還可以用碳化硅制作成碳化硅陶瓷，也讓我們來看下碳化硅陶瓷的制備。
碳化硅是一種人造材料，分子式為SiC，隕石及地殼上偶然存在碳化硅。碳化硅分子量為40.07，密度為3.16～3.2g/cm3。SiC具有α和β兩種晶型，當溫度低于1600℃時，SiC以β-SiC形式存在，當高于1600℃時，β-SiC轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC的形式。
碳化硅以共價鍵為主，共價鍵約占88%。晶格的基本結構是互相穿插的SiC4和CSi4四面體。由于四面體堆積次序的不同形成不同的結構，至今已發(fā)現(xiàn)幾百種變體，常見的結構如3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC等。
碳化硅的化學穩(wěn)定性與其氧化特性有密切關系，碳化硅本身很容易氧化，但它氧化之后形成了一層二氧化硅薄膜，氧化進程逐步被阻礙。
在空氣中，碳化硅于800℃時就開始氧化，但很緩慢；隨著溫度升高，則氧化速度急速加快。碳化硅的氧化速率，在氧氣中比在空氣中快1.6倍；氧化速率的速度隨著時間推移而減慢。
近年來，在高新技術領域發(fā)展起來的超細碳化硅粉體制備的方法，主要歸為三種：固相法、液相法和氣相法。
a 固相法主要包括以下幾種：
碳熱還原法、Si與C直接反應法（包括高溫自蔓延合成法和機械合金化法）。
b 液相法主要包括以下幾種：
溶膠—凝膠法、聚合物熱分解法和溶劑熱法。
c 氣相法主要包括以下幾種：
氣相反應沉積法（CVD）、等離子體法、激光誘導氣相法。
2碳化硅陶瓷的制備
碳化硅是一種典型的共價鍵結合的穩(wěn)定化合物，加上其擴散系數(shù)低，很難用常規(guī)的燒結方法來實現(xiàn)致密化，必須通過添加一些燒結助劑來降低表面能或增加外界壓力來達到燒結。
a.反應燒結碳化硅陶瓷
這種方法是以α-SiC和C為原料，加入適量的粘結劑進行成型和千燥處理，然后放入含有Si的埋料中。當坯體在爐內(nèi)受熱超過1400℃時，坯體周圍的Si熔融，或以液態(tài)，或以氣態(tài)透入到坯體的毛細管中，同坯體中的C反應生成SiC。產(chǎn)生的SiC逐漸填充坯體中的孔隙，并把原有的α-SiC連結起來，最后達到制品的致密化，并獲得強度。
b.熱壓燒結碳化硅陶瓷
熱壓燒結即在燒結過程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴散速率增大，燒結驅(qū)動力增加，從而加快燒結過程。然而，在高壓條件下，燒結體中會出現(xiàn)垂直于壓力方向定向生長的晶粒，為避免這種現(xiàn)象，可以選用熱等靜壓燒結的方法。
c.無壓燒結碳化硅陶瓷
碳化硅是一種人造材料，分子式為SiC，隕石及地殼上偶然存在碳化硅。碳化硅分子量為40.07，密度為3.16～3.2g/cm3。SiC具有α和β兩種晶型，當溫度低于1600℃時，SiC以β-SiC形式存在，當高于1600℃時，β-SiC轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC的形式。
碳化硅以共價鍵為主，共價鍵約占88%。晶格的基本結構是互相穿插的SiC4和CSi4四面體。由于四面體堆積次序的不同形成不同的結構，至今已發(fā)現(xiàn)幾百種變體，常見的結構如3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC等。
碳化硅的化學穩(wěn)定性與其氧化特性有密切關系，碳化硅本身很容易氧化，但它氧化之后形成了一層二氧化硅薄膜，氧化進程逐步被阻礙。
在空氣中，碳化硅于800℃時就開始氧化，但很緩慢；隨著溫度升高，則氧化速度急速加快。碳化硅的氧化速率，在氧氣中比在空氣中快1.6倍；氧化速率的速度隨著時間推移而減慢。
純碳化硅是無色透明的結晶，工業(yè)碳化硅有無色、淡黃色、淺綠色、深綠色、淺藍色、深藍色及黑色，透明程度歲顏色加深依次降低。磨料行業(yè)把碳化硅按色澤分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩類。其中無色至深綠色歸入綠色碳化硅類，淺藍色至黑色歸入黑色碳化硅類。黑色和綠色這兩種碳化硅機械性能略有不同，綠色碳化硅較脆，制成的磨具富于自銳性；黑碳化硅較韌，因此這兩種碳化硅用途也有所不同。
二.大同碳化硅制作的碳化硅陶瓷的制備
近年來，在高新技術領域發(fā)展起來的超細碳化硅粉體制備的方法，主要歸為三種：固相法、液相法和氣相法。
a 固相法主要包括以下幾種：
碳熱還原法、Si與C直接反應法（包括高溫自蔓延合成法和機械合金化法）。
b 液相法主要包括以下幾種：
溶膠—凝膠法、聚合物熱分解法和溶劑熱法。
c 氣相法主要包括以下幾種：
氣相反應沉積法（CVD）、等離子體法、激光誘導氣相法。
2碳化硅陶瓷的制備
碳化硅是一種典型的共價鍵結合的穩(wěn)定化合物，加上其擴散系數(shù)低，很難用常規(guī)的燒結方法來實現(xiàn)致密化，必須通過添加一些燒結助劑來降低表面能或增加外界壓力來達到燒結。
a.反應燒結碳化硅陶瓷
這種方法是以α-SiC和C為原料，加入適量的粘結劑進行成型和千燥處理，然后放入含有Si的埋料中。當坯體在爐內(nèi)受熱超過1400℃時，坯體周圍的Si熔融，或以液態(tài)，或以氣態(tài)透入到坯體的毛細管中，同坯體中的C反應生成SiC。產(chǎn)生的SiC逐漸填充坯體中的孔隙，并把原有的α-SiC連結起來，最后達到制品的致密化，并獲得強度。
b.熱壓燒結碳化硅陶瓷
熱壓燒結即在燒結過程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴散速率增大，燒結驅(qū)動力增加，從而加快燒結過程。然而，在高壓條件下，燒結體中會出現(xiàn)垂直于壓力方向定向生長的晶粒，為避免這種現(xiàn)象，可以選用熱等靜壓燒結的方法。
c.無壓燒結碳化硅陶瓷
無壓燒結被認為是SiC燒結最有前途的燒結方法，通過無壓燒結工藝可以制備出復雜形狀和大尺寸的SiC部件。根據(jù)燒結機理的不同，無壓燒結又可分為固相燒結和液相燒結。
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