碳化硅陶瓷如何烧结

碳化硅陶瓷的烧结方法及工艺主要有以下3种。

01热压烧结

碳化硅由于是共价化合物，很难采取通常离子键结合材料所采用的常压烧结法制备高致密化材料，必须加入第二相或采用一些特殊的工艺手段促进其致密化烧结。热压烧结是很好的方法。纯SiC粉热压烧结可以接近理论密度，但需要高温（2000℃）以及高压（>350MPa）。采用第二相添加剂能够强烈促进其致密化速率，并大幅降低烧结温度和压力，获得接近理论密度的SiC陶瓷材料。研究表明，B是最有效的添加剂，加入0.8％的硼在1950℃，压力70MPa，保温30min条件下制得的SiC陶瓷的相对密度大于95％。原因是B能够溶解在SiC中促进烧结。进一步的研究表明，游离碳的存在是促进烧结的一个重要因素，从不同C和B的加入量试验可知，B的最大加入量为0.36％，在2100℃时B在SiC中的溶解度为0.2％，剩余的B与C形成B4C并溶解到SiC中形成固溶体，对促进烧结也是有利的。除此之外，常用的添加剂还有Al2O3、AlN和BN等，这些添加剂要么与SiC形成固溶体，要么与其他物质形成液相促进烧结。

02常压烧结