碳化硅(SiC)陶瓷具有高硬度、高分解温度、高导热率、低膨胀、耐腐蚀等多种优良特性,已在机械、石油、汽车工业等领域大显身手。随着现代国防、空间技术以及能源技术的迅速发展,SiC作为高技术陶瓷,特别是高性能结构陶瓷的应用日益广泛,如作为高温热机材料诸如高温燃汽轮机的燃烧室、涡轮机叶片、涡轮增压器转子、高温喷嘴等主要候选材料。与此同时,对SiC陶瓷几何形状的复杂性、韧性、强度及可靠性的要求越来越高。
烧结是将粉末制坯,在适当的温度和气氛中受热所发生的现象或过程。烧结的结果是颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加,而且多数情况,密度提高。如果烧结条件控制得当,烧结体的密度和其他物理、机械性能可以接近或达到相同成分的致密材料。
无压烧结
碳化硅SiC陶瓷材料的反应烧结虽然简便易行,但无法根除产品中残留的Si,因而使用温度较低,同时也给应用环境和工况条件带来诸多的限制。因此人们的兴趣由反应烧结碳化硅逐渐转向无压烧结碳化硅SiC,无压烧结可以制备形状复杂的零件和大尺寸的碳化硅陶瓷部件,而且相对容易实现工业化,因此,被认为是碳化硅陶瓷复合材料最有前途的烧结方法,与反应烧结方法相比无压烧结碳化硅的纯度较高,SiC的质量分数>97%,耐腐蚀性大大优于反应烧结碳化硅,产品更具有市场竞争力。