公司新聞
碳化硅陶瓷的三種制備方法及應用!
添加時間:2021-01-02
碳化硅陶瓷具有優異的高溫力學性能、強抗氧化性、良好的耐磨性、良好的熱穩定性和高熱導率,廣泛應用于石油、化工、汽車、礦業等領域。關于碳化硅陶瓷的制備方法,邊肖總結了超細碳化硅粉末和碳化硅陶瓷的制備方法!
1.超細碳化硅粉末的制備方法;
近年來,高科技領域發展起來的超細碳化硅粉末的制備方法主要分為三種:固相法、液相法和氣相法。
固態法主要包括以下幾種:碳熱還原法、硅和碳的直接反應法(包括高溫自蔓延合成法和機械合金化法)。
液相法主要包括溶膠-凝膠法、聚合物熱分解法和溶劑熱法。
氣相法主要包括以下幾種:化學氣相沉積法、等離子體法和激光誘導氣相法。
2.碳化硅陶瓷的制備方法;
碳化硅是一種典型的穩定的共價鍵化合物,由于其擴散系數低,很難通過常規燒結方法實現致密化。燒結必須通過添加一些燒結助劑來降低表面能或增加外部壓力來實現。
a、反應燒結碳化硅陶瓷,以-SiC和C為原料,加入適量粘結劑成型干燥,然后放入含Si的埋料中。當坯體在爐中加熱到1400以上時,坯體周圍的Si熔化,或以液態或氣態滲入坯體的毛細管,與坯體中的C反應形成SiC。生成的碳化硅逐漸填充坯體中的孔隙,并與原始-碳化硅連接,最終實現產品的致密化,獲得強度。
b、熱壓燒結碳化硅陶瓷,即在燒結過程中施加一定的壓力,增加原子擴散速率和燒結驅動力,從而加快燒結過程。但在高壓條件下,燒結體中會出現垂直于壓力方向生長的晶粒。為了避免這種現象,可以采用熱等靜壓燒結。
碳化硅陶瓷的無壓燒結,無壓燒結被認為是碳化硅燒結最有前途的燒結方法,無壓燒結工藝可以制備形狀復雜、尺寸大的碳化硅零件。根據燒結機理的不同,無壓燒結可分為固相燒結和液相燒結。
碳化硅陶瓷的應用:
1.碳化硅陶瓷球,精密球是圓度儀、陀螺儀、軸承和精密測量中的重要部件,經常作為精密測量的基準,在精密設備和精密加工中起著非常重要的作用。目前,精密球主要由金屬制成,但也存在耐磨性差、溫度引起的變形大等問題。陶瓷球因其重量輕、硬度高、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數小而被廣泛應用于精密軸承等零件。2.碳化硅磨具,硬度高,可制成各種砂輪、砂紙、磨料,主要用于機械加工行業。碳化硅的莫氏硬度為9.2 ~ 9.6,僅次于金剛石和碳化硼。
3.碳化硅基復合材料,由于陶瓷材料固有的脆性,限制了其在航空航天等高科技領域的應用,因此我們非常重視碳化硅材料的增韌研究;碳化硅編織物增韌不僅可以提高陶瓷材料的韌性,還可以不同程度地提高材料的強度和模量。碳化硅基復合材料因其高韌性、高強度和優異的抗氧化性而被廣泛應用于航空航天領域的高溫熱結構。
以上介紹了碳化硅陶瓷的三種制備方法及其應用。需要注意的是,純碳化硅是無色的,但是工業碳化硅由于游離碳、鐵、硅等一些雜質的存在,往往會有黃色、黑色、深綠色、淺綠色等不同的顏色。
1.超細碳化硅粉末的制備方法;
近年來,高科技領域發展起來的超細碳化硅粉末的制備方法主要分為三種:固相法、液相法和氣相法。
固態法主要包括以下幾種:碳熱還原法、硅和碳的直接反應法(包括高溫自蔓延合成法和機械合金化法)。
液相法主要包括溶膠-凝膠法、聚合物熱分解法和溶劑熱法。
氣相法主要包括以下幾種:化學氣相沉積法、等離子體法和激光誘導氣相法。
2.碳化硅陶瓷的制備方法;
碳化硅是一種典型的穩定的共價鍵化合物,由于其擴散系數低,很難通過常規燒結方法實現致密化。燒結必須通過添加一些燒結助劑來降低表面能或增加外部壓力來實現。
a、反應燒結碳化硅陶瓷,以-SiC和C為原料,加入適量粘結劑成型干燥,然后放入含Si的埋料中。當坯體在爐中加熱到1400以上時,坯體周圍的Si熔化,或以液態或氣態滲入坯體的毛細管,與坯體中的C反應形成SiC。生成的碳化硅逐漸填充坯體中的孔隙,并與原始-碳化硅連接,最終實現產品的致密化,獲得強度。
b、熱壓燒結碳化硅陶瓷,即在燒結過程中施加一定的壓力,增加原子擴散速率和燒結驅動力,從而加快燒結過程。但在高壓條件下,燒結體中會出現垂直于壓力方向生長的晶粒。為了避免這種現象,可以采用熱等靜壓燒結。
碳化硅陶瓷的無壓燒結,無壓燒結被認為是碳化硅燒結最有前途的燒結方法,無壓燒結工藝可以制備形狀復雜、尺寸大的碳化硅零件。根據燒結機理的不同,無壓燒結可分為固相燒結和液相燒結。
碳化硅陶瓷的應用:
1.碳化硅陶瓷球,精密球是圓度儀、陀螺儀、軸承和精密測量中的重要部件,經常作為精密測量的基準,在精密設備和精密加工中起著非常重要的作用。目前,精密球主要由金屬制成,但也存在耐磨性差、溫度引起的變形大等問題。陶瓷球因其重量輕、硬度高、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、熱膨脹系數小而被廣泛應用于精密軸承等零件。2.碳化硅磨具,硬度高,可制成各種砂輪、砂紙、磨料,主要用于機械加工行業。碳化硅的莫氏硬度為9.2 ~ 9.6,僅次于金剛石和碳化硼。
3.碳化硅基復合材料,由于陶瓷材料固有的脆性,限制了其在航空航天等高科技領域的應用,因此我們非常重視碳化硅材料的增韌研究;碳化硅編織物增韌不僅可以提高陶瓷材料的韌性,還可以不同程度地提高材料的強度和模量。碳化硅基復合材料因其高韌性、高強度和優異的抗氧化性而被廣泛應用于航空航天領域的高溫熱結構。
以上介紹了碳化硅陶瓷的三種制備方法及其應用。需要注意的是,純碳化硅是無色的,但是工業碳化硅由于游離碳、鐵、硅等一些雜質的存在,往往會有黃色、黑色、深綠色、淺綠色等不同的顏色。
- 15963662591
- xue@wfanxcl.com
- 山東省濰坊市坊子區北海路8616號商會大廈1424室
