无压烧结碳化硅技术开发样本
无压烧结碳化硅陶瓷环的生产工艺设计
无压烧结碳化硅陶瓷环的生产工艺设计一、原料准备1.1硅粉：选择高纯度的硅粉作为原料，硅粉的粒径应在细度范围内，同时要保证硅粉的纯度达到99%以上。
1.2碳化物：选用高纯度的碳化物粉末作为制备碳化硅的原料，常见的有碳化硅粉末、碳化钼粉末等。
1.3助烧剂：选择适量的助烧剂，常用的有氧化铝（Al2O3）粉末、氧化钇（Y2O3）粉末等。
二、混合制备2.1将硅粉、碳化物粉末和助烧剂按一定比例混合，可以使用球磨机进行混合，确保各种原料混合均匀。
2.2混合过程中，可以添加一定量的有机增塑剂和湿化剂，以提高混合性能，并保持合适的湿度。
2.3经过混合制备后，将混合好的原料放入密封容器中，以便后续的成型工艺。
三、粉末成型3.1成型方式可以选择压制成型或注模成型，根据具体情况选择合适数量的模具。
3.2对于压制成型方式，可以将原料粉末放入模具中，进行压制，在一定的压力下进行均匀压制。
3.3对于注模成型方式，将原料粉末和一定比例的有机增塑剂和湿化剂混合，并进行搅拌，然后注入模具中，将模具置于振动台上进行震动，以消除气泡。
四、干燥处理4.1发生在成型后的干燥处理是将成型件放入干燥装置中，通过升温和适当的冷却来除去成型件中的的水分。
4.2干燥温度和时间应根据具体材料和工艺要求选择，一般情况下，温度应在100℃-200℃之间。
五、无压烧结5.1将干燥后的成型件放入无压烧结炉中，根据要求进行烧结。
5.2烧结过程中需要控制炉温和保持一定的时间，炉温一般在1800℃-2200℃之间。
5.3在烧结过程中，碳化物会和硅反应生成碳化硅，从而形成陶瓷环。
六、表面处理6.1在烧结后，可以对陶瓷环进行表面处理，以提高其机械性能和表面平整度。
6.2表面处理可以包括打磨、抛光和平整处理等。
七、质量检验7.1对制作好的无压烧结碳化硅陶瓷环进行质量检验，检查其外观、尺寸、密度、硬度等指标是否符合要求。
7.2可以使用显微镜、电子显微镜、硬度计等仪器对陶瓷环进行检测，以确保产品质量。
无压烧结碳化硅复合材料的制备与性能研究
李少峰(宁波东联密封件有限公司，宁波，315191)并投入微量炭黑和碳化硼为烧结活化剂，利用无压固相烧结技术制造了碳化硅基陶瓷复合材料。
评测了其力学性能，凭借扫描电镜（SEM）观测了试样的断口形貌与表观形貌，并探讨了其氧化行为。
结果表明：在碳化硅中投加部分碳化钛，对复合材料的力学性能有非常大地益处，于9wt%时达到顶峰，弯曲强度497MPa，相对密度98.9%，断裂韧性4.79MPa·m1/2。
复合材料的显微组织构造紧致密实，TiC颗粒在SiC材料中的离散作用而激发的钉扎效果和裂纹偏移转向为其主要的增韧原理。
在设定的氧化条件下（1200℃保温2h），试样表面形成了一层较为致密并可以弱化氧化进程的氧化膜层。
碳化钛；碳化硼；复合材料；无压烧结1前言碳化硅由于具有比重小、高硬度、热导优、耐热冲击、弹性模量好以及耐腐蚀等一系列的优良性能，因而普遍应用于机械密封件、高级耐火材料、耐磨轴承、硬质磨削材料、航天航空、装甲防弹等众多行业[1,2]。
但其共价键占比达88%，大于其他结构陶瓷，如氮化硅陶瓷（共价键占比为70%）等[3]，所以纯碳化硅材料在常规条件下，想要得到致密的烧结体很难，需要添加烧结助剂来活化烧结，同时为了符合高耐候工况的使用，需要加入其他物质对其固有性能进行改善。
SiC陶瓷惯用的烧结技术有热压烧结工艺和无压烧结工艺。
尽管热压烧结工艺具有时间短、温度低、构造致密且性能佳等优势，但其产能低下，难于形成规模化，通常用以生产样式简易的产品[4]。
无压烧结工艺又分为固相烧结和液相烧结。
液相烧结的原理是：体系中添加了可以于较低温度下形成低熔点组分的物质（如：氧化铝和氧化钇等），较低温度下液相的出现，加速了物质质量宁波市科技创新2025重大专项(2020Z112)。
(1983-),男,硕士,高级工程师,主要从事结构陶瓷研究。
Email:********************。
. All Rights Reserved.传递的过程，致密化过程缩减。
碳化硅陶瓷的无压烧结技术
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收 稿 Ｅ期 ：０ ２ ２ ７ ｌ ２ ０ —０ —２ 基 金 项 目 ： 家＾ 事部 留 学 回 国＾ 员科 研 项 目择 忧 基 空 资助 （０ １ ｌ９ 国 ２０一 Ｉ） 作 者 简 介 ： 宇 虹 （９ ０ 陈 １７ 一） 士 理 研 究 员 ， 究化 工材 料 ． ， 助 研
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以及抗热震和耐化学腐蚀等优 良 特性 ， 在汽车工业 、 机械 化工 、 环境保护 、 空间技术 、 高技术信息产业等领域受到
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无压烧结碳化硅换热管技术
无压烧结碳化硅换热管技术无压烧结碳化硅换热管技术是一种新型的换热器件，具有优异的导热性能和高温稳定性。
本文将介绍无压烧结碳化硅换热管技术的原理、特点和应用领域。
一、无压烧结碳化硅换热管的原理无压烧结碳化硅换热管是利用碳化硅材料的优异性能，通过特殊的工艺制成的一种管状换热器件。
碳化硅具有极高的导热性能和化学稳定性，能够在高温环境下保持良好的性能。
在制备过程中，先将粉末状的碳化硅填充到模具中，然后经过高温烧结处理，使碳化硅颗粒相互结合，形成致密的碳化硅材料。
最后，通过加工和打磨，将碳化硅材料制成管状结构。
二、无压烧结碳化硅换热管的特点1. 高导热性能：碳化硅具有极高的导热性能，其导热系数远高于传统金属材料，能够快速传递热量，提高换热效率。
2. 高温稳定性：碳化硅材料具有良好的高温稳定性，能够在高温环境下保持稳定的性能，不易发生形变或损坏。
3. 耐腐蚀性：碳化硅材料对酸、碱等腐蚀性介质具有较好的耐腐蚀性，能够在恶劣的工作环境下长期稳定运行。
4. 轻质高强度：碳化硅材料相比传统金属材料更加轻质，但却具有较高的强度和硬度，能够承受较大的压力和冲击。
5. 稳定的换热性能：由于碳化硅材料的特殊结构和性能，无压烧结碳化硅换热管具有稳定的换热性能，不易产生热阻或热漏。
三、无压烧结碳化硅换热管的应用领域无压烧结碳化硅换热管技术在许多领域都有广泛的应用，以下是其中几个典型的应用领域：1. 化工行业：无压烧结碳化硅换热管能够在高温腐蚀性介质下稳定运行，适用于化工行业中的高温换热设备，如石油精炼、化学合成等。
2. 电力行业：无压烧结碳化硅换热管具有良好的导热性能，适用于电力行业中的换热设备，如发电厂的锅炉、热交换器等。
3. 冶金行业：无压烧结碳化硅换热管能够承受高温高压的工作环境，适用于冶金行业中的高温换热设备，如冶炼炉、热处理设备等。
4. 新能源行业：无压烧结碳化硅换热管可以应用于新能源领域中的换热设备，如太阳能热水器、光伏发电系统等。
碳化硅陶瓷的无压烧结及性能研究
碳化硅陶瓷的无压烧结及性能研究
首先，无压烧结是一种常用的碳化硅陶瓷制备方法。
其工艺过程主要包括原料处理、混合、成型、干燥和烧结等环节。
在原料处理和混合过程中，需要选择高纯度的碳化硅粉末，并控制其粒度和分布等物理特性。
成型则可以通过注塑成型或压坯成型等方式实现。
干燥一般采用自然干燥或低温干燥的方法。
最后，将成型坯体置于高温炉中进行烧结，烧结温度可根据材料的要求进行调控。
其次，碳化硅陶瓷的性能对于其应用具有重要的影响。
在机械性能方面，碳化硅陶瓷具有很高的硬度和抗磨性，可用于制作高速切削工具。
此外，碳化硅陶瓷还具有优异的力学强度和疲劳性能，可用于制作高负荷、高强度的结构部件。
在耐腐蚀性方面，碳化硅陶瓷具有优异的耐酸碱性和耐氧化性，可用于制作化学反应器和催化剂承载体等。
此外，碳化硅陶瓷还具有优异的热稳定性和导热性能，可用于制作高温炉膛和热交换器等。
然而，碳化硅陶瓷在无压烧结过程中也存在一些问题。
首先，由于碳化硅粉末具有高的表面能，易于吸湿，因此在原料处理和成型过程中需要采取适当的措施防止湿气影响成型及烧结品质。
其次，碳化硅陶瓷的烧结温度较高，烧结过程中容易发生烧结收缩不均匀的问题，导致制品形状不良和裂纹等缺陷的产生。
此外，在无压烧结过程中，还需要考虑陶瓷材料的烧结助剂选择及添加量的控制，以提高烧结体的致密化程度。
综上所述，碳化硅陶瓷的无压烧结及性能研究对于发展碳化硅陶瓷的应用具有重要的意义。
通过优化烧结工艺和材料配方等方面的研究，可以进一步提高碳化硅陶瓷的制备质量和性能，满足不同领域对碳化硅陶瓷的需求。
碳化硅技术陶瓷无压烧结工艺研究
论文题目：碳化硅技术陶瓷无压烧结工艺研究论文类型：应用型专业：本科生：（签名）指导老师：（签名）摘要碳化硅陶瓷具有诸多优异的性能，被广泛应用于许多领域，碳化硅陶瓷制备常用无压烧结工艺。
无压烧结具有操作简单、成本低、可制备形状复杂和大尺寸的碳化硅部件，而且相对容易实现工业化等特点，因此无压烧结是碳化硅陶瓷制备中最有前途的烧结方法。
本实验采用无压烧结，在α-SiC粉体中添加不同含量粒度为1µm的β-SiC，烧结助剂为碳化硼，粘结剂为酚醛树脂，保护气氛为氩气，烧结温度为2010℃，烧结时间为40min。
分析烧结体的性能，确定烧结体性能最佳时的β-SiC添加量。
实验结果表明：β-SiC添加量为10％wt时，烧结体体积密度最高，可达3.128g/cm3。
初步确定最佳的β-SiC添加量为10％wt。
关键词：无压烧结，α-SiC，β-SiC，固相烧结Subject ：Study on Technology of Pressureless sintering Silicon Carbide CeramicThesis ：ApplicationSpecialty ：Inorganic nonmetal material engineeringName ：Rui Du （Signature）Instructor：Xiaogang Wang （Signature）ABSTRACTSilicon carbide ceramic with excellent properties has been widely used in many fields, pressureless sintering is the most commonly method of silicon carbide ceramic preparation. With the advantage of simple operation, low cost, prepared for complicated shape and large size silicon carbide components, and relatively easy to implement industrialized features ,pressureless sintering is the most promising method for preparation of the silicon carbide ceramic.Pressureless sintering is used in the experiment.Add ing different content of β-SiC into α-SiC,boron carbide acts ac sintering aids, phenolic resin serves as binder, argon gas acts as protective atmosphere,sintering temperature is 2010℃,sintering time is 40 min.Analysis the properties of sintered body and d etermine the best properties of sintered body with β-SiC addition.The experiment show that the volume density of sintered body is the highest with 10%wt β-SiC addition,and 3.128g/cm3is achieved.So we can get the optimum β-SiC addition is 10%wt.KEY WORDS：pressureless sintering,α-SiC,β-SiC, Solid-phase sintering目录1 前言 (1)1.1 碳化硅的简介 (1)1.1.1 碳化硅的起源及发展 (1)1.1.2 碳化硅的结构 (1)1.1.3 碳化硅的性能及应用 (3)1.2 碳化硅的粉体制备 (3)1.3 碳化硅陶瓷成型工艺 (5)1.3.1注浆成型 (6)1.3.2 可塑成型 (6)1.3.3 等静压成型 (7)1.3.4 模压成型 (7)1.4 碳化硅的烧结工艺 (7)1.4.1 反应烧结 (8)1.4.2 重结晶烧结 (8)1.4.3 热压烧结 (8)1.4.4 无压烧结 (8)1.5 国内外研究现状及生产需要 (9)1.6 研究内容 (10)2 实验 (11)2.1 实验原料 (11)2.1.1 碳化硅 (11)2.1.2 碳化硼 (13)2.1.3 酚醛树脂 (14)2.1.4 聚乙二醇 (15)2.1.5 四甲基氢氧化氨水溶液 (15)2.1.6 油酸 (15)2.2 实验设备 (16)2.3 实验流程图 (17)2.4 实验过程 (18)2.4.1浆料制备 (18)2.4.2 浆料喷雾造粒 (18)2.4.3 级配的设计 (20)2.4.4 粉料成型 (22)2.4.5 坯体烧结 (22)3 实验结果与分析讨论 (24)3.1 体积密度、维氏硬度的测试与分析 (24)3.1.1 体积密度的测试与分析 (24)3.1.2 维氏硬度的测试与分析 (26)3.2 X衍射（XRD）的测试与分析 (27)3.3 扫描电镜（SEM）的测试与分析 (29)3.1.1 温度对无压烧结陶瓷致密度影响 (29)4 结论 (33)5 存在问题与改进方法 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 前言1.1 碳化硅的简介1.1.1 碳化硅的起源及发展碳化硅（Silicon Carbide，缩写为SiC）是一种人造材料，以石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。
碳化硅无压烧结工艺
碳化硅无压烧结工艺嘿，朋友们！今天咱就来唠唠这碳化硅无压烧结工艺。
你说这碳化硅，那可真是个厉害的角色啊！就好像是建筑里的顶梁柱，用处大着呢！那碳化硅无压烧结工艺呢，就像是给这个顶梁柱加工打磨的神奇魔法。
想象一下啊，把那些小小的碳化硅粉末，就像是一群小士兵，整整齐齐地排列起来。
然后呢，通过这无压烧结工艺，就像施了魔法一样，让它们紧紧地抱在一起，变得坚如磐石。
这可不是一般的厉害呀！这工艺里面的门道可多啦！温度得掌握得恰到好处，高一点不行，低一点也不行，这就跟做饭掌握火候似的，得刚刚好才能做出美味佳肴。
还有时间呢，也不能马虎，长了短了都可能影响最后的效果。
咱再说说这设备，那就是这魔法施展的舞台呀！好的设备就像是一个豪华的大剧院，能让这场魔法表演更加精彩绝伦。
要是设备不行，那可就像在小破屋里表演，效果肯定大打折扣啦。
在这个过程中，每一个环节都得精心呵护，就像照顾小婴儿一样细心。
稍有不慎，可能就会前功尽弃哦！这可不是开玩笑的。
你知道吗，这碳化硅无压烧结工艺做好了，那制造出来的东西质量可高啦！不仅强度高，还耐磨、耐高温，这优点多得数都数不过来。
就好像是给产品穿上了一层超级铠甲，什么困难都不怕。
而且啊，这工艺的应用那可广泛了，在好多领域都能看到它的身影。
比如说在电子行业，那可是大显身手呢！还有在机械制造领域，也是不可或缺的。
所以啊，咱可得好好重视这碳化硅无压烧结工艺。
它就像是一把神奇的钥匙，能打开好多成功的大门呢！咱得认真钻研，把这门技术学好、用好，让它为我们的生活带来更多的便利和惊喜。
总之，碳化硅无压烧结工艺就是这么牛，这么重要！咱可不能小瞧了它，要用心去对待它，让它发挥出最大的作用！。
无压烧结碳化硅技术开发1
铝工业用大型薄壁无压烧结碳化硅管状制品的研究开发一、项目背景随着世界经济的快速发展和材料制备技术的持续进步，无压烧结SiC材料已经进入民用工业，在汽车、冶金、轻工、化工等行业应用呈现扩大趋势，对促进相关领域的技术进步、节能和环保的积极作用越来越明显。
高性能无压烧结SiC材料已列入工信部发布的《装备制造业技术进步和技术改造投资方向（2010年）》报告中，是我国经济建设需要的高技术产品。
国际上，铝、锌、镁等有色金属或合金熔体的加热更多的向能量可高效利用的内加热方式发展，长管状内加热管采用大型薄壁无压烧结SiC材料的理念受到重视，应用越来越普遍，国外部分铝业公司在铝加工业过程中已经大量采用这种材料，仅非州某一家铝业公司年需求长度2000mm，内径150-200mm，壁厚8-10mm，一端敞口、一端球形封闭的内加热管近2000支，产值近2000-3000万元人民币。
我国原铝产量居世界第一，铝加工业的技术进步受世界瞩目，少数铝加工企业引进国外的整套加热设备中已经使用了这种大型无压烧结SiC内加热管，该材料是国产化先进加热设备重要的关键部件，但目前国内尚不能生产该类产品，只能依赖进口，国内企业对这种高技术材料的需求较为迫切。
总之，这种大型薄壁无压烧结SiC管状制品的国内外市场前景极好。
本项目拟通过与中国科学院上海硅酸盐研究所合作研究开发，解决大型薄壁无压烧结SiC管状制品工业化制备的关键技术，掌握并稳定该材料的生产技术，实现批量生产。
项目实施成功后，研制的高性能产品将极大地丰富我院碳化硅产品种类，优化我院碳化硅产品结构，进一步提升我院在铝工业的服务水平。
二、国内外研究现状及我院研发基础国内外对无压烧结SiC陶瓷材料进行了大量的研究开发，已有大量的产品用于民用和军工工业。
世界500强之一的圣戈班（SAINT-GOBAIN）公司是当前先进SiC 陶瓷材料的最大供应商，产品在部分领域具有一定的垄断地位。
该公司通过兼并重组的方式，将美国、德国等先进SiC材料的老牌研发和生产单位纳入旗下，使之在该材料的制备技术和应用技术上具有明显优势。
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铝工业用大型薄壁无压烧结碳化硅管状制品的研究开发一、项目背景随着世界经济的快速发展和材料制备技术的持续进步, 无压烧结SiC材料已经进入民用工业, 在汽车、冶金、轻工、化工等行业应用呈现扩大趋势, 对促进相关领域的技术进步、节能和环保的积极作用越来越明显。
高性能无压烧结SiC材料已列入工信部发布的《装备制造业技术进步和技术改造投资方向( ) 》报告中, 是中国经济建设需要的高技术产品。
国际上, 铝、锌、镁等有色金属或合金熔体的加热更多的向能量可高效利用的内加热方式发展, 长管状内加热管采用大型薄壁无压烧结SiC材料的理念受到重视, 应用越来越普遍, 国外部分铝业公司在铝加工业过程中已经大量采用这种材料, 仅非州某一家铝业公司年需求长度 mm, 内径150-200mm, 壁厚8-10mm, 一端敞口、一端球形封闭的内加热管近支, 产值近 -3000万元人民币。
中国原铝产量居世界第一, 铝加工业的技术进步受世界瞩目, 少数铝加工企业引进国外的整套加热设备中已经使用了这种大型无压烧结SiC内加热管, 该材料是国产化先进加热设备重要的关键部件, 但当前国内尚不能生产该类产品, 只能依赖进口, 国内企业对这种高技术材料的需求较为迫切。
总之, 这种大型薄壁无压烧结SiC管状制品的国内外市场前景极好。
本项目拟经过与中国科学院上海硅酸盐研究所合作研究开发, 解决大型薄壁无压烧结SiC管状制品工业化制备的关键技术, 掌握并稳定该材料的生产技术, 实现批量生产。
项目实施成功后, 研制的高性能产品将极大地丰富我院碳化硅产品种类, 优化我院碳化硅产品结构, 进一步提升我院在铝工业的服务水平。
二、国内外研究现状及我院研发基础国内外对无压烧结SiC陶瓷材料进行了大量的研究开发, 已有大量的产品用于民用和军工工业。
世界500强之一的圣戈班( SAINT-GOBAIN) 公司是当前先进SiC陶瓷材料的最大供应商, 产品在部分领域具有一定的垄断地位。
该公司经过兼并重组的方式, 将美国、德国等先进SiC材料的老牌研发和生产单位纳入旗下, 使之在该材料的制备技术和应用技术上具有明显优势。
该公司产品丰富, 产品包括汽车零部件、机械密封件、换热器、轴承、喷嘴、水龙头滑片、高温窑炉横梁和窑板、造纸行业刮板等, 其铝加工用内加热管在国外占据市场绝对优势。
日本旭硝子株式会社在该材料的研究和应用上在亚洲具有技术优势, 产品种类较为丰富, 部分产品已进入中国。
中国在无压烧结SiC陶瓷材料研究方面已进行了大量的工作, 国内浙江等有多家企业已能生产尺寸相对较小的先进SiC陶瓷密封材料, 并已形成了较大的生产规模, 但大型薄壁的管状制品的工业生产和实际应用在国内仍属空白。
我院是世界上碳化硅耐火材料研发和生产的领先企业, 在SiC原料的检验分析方面已形成完整的技术体系。
在SiC等非氧化物原料的加工设备上有高效气流磨、干法振动球磨机、湿法球磨机等实验和生产装备, 具备SiC粉体原料的初级加工能力。
对刚玉、氧化铬氧化物系材料在湿法球磨、喷雾造粒、等静压成型、坯体或制品的冷加工等装备方面有实验和中试基础, 这些装备可用于本项目的实验研究和中试生产。
我院现有数十台中温氮气电热窑炉、真空中高温碳棒加热炉等烧成装备, 可用于无压烧结SiC材料煅烧脱脂等前期热处理。
对氧化铝、氧化镁、氧化锆等陶瓷材料, 基于传统浇注成型的制造备技术具有丰富的实践经验, 有助于本项目压力注浆成型技术的研究。
在市场方面, 在我院在铝行业具有很高的知名度, 世界著名铝业公司基本上都使用过或正在使用我院的氮化硅结合碳化硅产品, 产品销售有铝行业世界知名代理商的支持, 传统的氮化硅结合碳化硅内加热管等管状产品在国内有稳定的用户群, 新产品在铝行业的推广应用具有良好的基础。
中科院上海硅酸盐研究所在无压烧结SiC材料研究方面具国内领先水平, 研制的高性能材料已在中国航空航天等涉及国家安全的领域成功应用。
我院在技术成果产业化和市场开发方面有明显优势, 若能与上硅所的研究优势有机结合, 一定能高效实施成功本项目。
三、项目预期目标1.掌握大型薄壁无压烧结SiC管状制品的整套工业化制备技术。
2.研制产品的理化技术指标达到表1要求, 产品外观尺寸达到表2要求。
表1 先进SiC陶瓷材料的理化性能要求表2 先进SiC陶瓷产品外观尺寸技术要求3.建成无压烧结SiC大型制品完备的生产线, 实现批量生产, 年产量达到50吨,产品工业化生产合格率不低于85%。
四、项目研究内容1、技术路线以国产SiC粉体或自制SiC粉体为原料, 配制含合适添加剂的均匀的水性陶瓷浆体, 采用经济的成型技术制备坯体, 坯体养护干燥后进行合适的素坯修整或加工, 而后在高温真空炉内于1950℃以上超高温无压烧结制得项目产品。
2、主要研究内容（1）配方组成技术研究研究基于国产高品质SiC细粉原料的添加剂技术、泥浆混合技术。
根据材料应用条件的不同, 针对性的开展不同添加剂技术体系的系列配方研究, 形成系列配方组成。
其中, 国产SiC粉体原料的使用、加工处理、可用性控制标准等系统研究是重要的研究内容, 国产原料的综合研究对产品工业化成本有直接影响。
（2）整套成型技术的开发选择合适的成型技术方式, 形成全套成型技术。
成型技术体系包括: 泥浆制备技术、脱除气技术、模具技术、成型技术参数控制、坯体脱模和干燥处理技术、坯体预加工技术等。
（3）无压烧结成套技术研究研究包括: 研究比较连续、间隙烧成方式的技术差异及成本差异; 大型产品烧成缺陷( 开裂、变形等) 控制技术的研究, 实现大型薄壁管状制品高的烧成合格率; 同时包括国产超高温真空窑炉及辅附设备的选用或联合开发等。
（4）中试和工业化生产技术的研究基于国产装备建立完整的中试线, 解决小批量化生产技术难题。
重点解决成型技术和高温无压烧成技术, 坯体合格率达到80%以上、烧成合格率达到85%以上。
（5）材料性能研究对试制产品进行物理化学性能综合检测, 进行化学稳定性、耐磨性、抗热震性等使用性能研究。
（6）新产品的工业应用和技术改进依托我院现有铝工业的用户群, 进行现场试用, 改进提高制备技术水平, 扩大用户数量等。
3、关键技术和创新点1) 关键技术( 1) 大型薄壁无压烧结SiC管状制品的坯体成型技术无压烧结SiC产品的成型技术有机压、等静压成型、注浆成型、挤压成型等。
大型坯体的成型技术难度大, 成型技术的经济性、成型效率等是技术方案选定时需要认真研究的。
研究开发经济、可靠的成型技术为本项目的重点研究内容, 成型技术为项目的关键技术之一。
( 2) 大型薄壁无压烧结SiC管状制品的净近尺寸烧成技术国内外对无压烧结SiC材料的配方及添加剂已有大量的研究报导, 但有关大型产品的烧成技术研究鲜有报道。
SiC无压烧结过程中, 材料烧成收缩大, 极易产生变形和裂纹。
材料烧后, 材料硬度极高, 再加工难度很大、成本极高, 坯体预加工, 净尺寸烧成是较合理的技术路线。
作为关键制备技术的烧结控制技术是本项目的技术难点( 3) 国产SiC原料的处理和应用技术当前, 国内航天领域用大尺寸碳化硅陶瓷所用原料采用进口原料, 原料成本昂贵, 很大程度上限制了该材料在民用工业的应用。
本项目产品市场主体为民用工业, 最大程度降低材料成本有利于这种先进材料的推广应用。
本项目所用SiC粉体原料拟全部采用国内原料, 当前国内无压烧结SiC材料的原料尚未有统一规范的标准。
2) 技术创新点( 1) 大型管状无压烧结SiC制品的工业制备技术整体达到国内领先水平。
大型管状无压烧结碳化硅制品制备技术难度大, 当前国内尚不能批量化生产工业产品, 项目产品的研制成功无疑将代表国内工业化制备大型无压烧结SiC制品的最高技术水平。
( 2) 研制开发出高性能的铝工业用内加热套管产品, 填补国内空白。
国内铝加工业用内加热套管当前主要采用重量大、壁厚、传热效率较低、寿命不长、稳定性欠佳的Si3N4-SiC耐火制品, 可完全用本项目开发的技术制作国内尚不能生产的高性能新型内加热管材料, 在节能和材料的性价比上体现优势。
五、项目的合作与分工项目拟与中科院上海硅酸盐研究所合作开发。
上硅所在大型无压烧结SiC材料的配方( 包括添加剂) 、原料处理、成型技术、烧成技术、焊接加工技术等方面具有优势。
我院在技术成果转化、中试生产技术集成、市场开发等方面优势明显。
根据双方的研究基础和技术优势, 合理分工、高效合作, 在项目期内研制出10吨左右工业化产品。
我院的研究开发工作包括:1.选派技术人员参与在上硅所进行部分实验室研究;2.国产SiC原料研究, 为工业化国产SiC原料控制标准建立和应用奠定基础;3.泥浆制备技术研究, 确定工艺控制参数;4.不同添加剂系列配方及最佳配方组成研究;5.成型技术综合分析, 确定最佳的成型方式, 确定成型工艺参数;6.高烧成合格率烧成技术研究;7.相关专业设备的选型、购置、安装和调试; 中试生产线的运转;8.中试生产关键技术的解决;9.工业试用及应用现场服务、国内外市场推广等。
上硅所工作重点主要包括:1.指导利用上硅所实验室设备进行的初期研究工作;2.指导洛耐院压力注浆泥浆制备的研究;3.指导最佳配料组成和加入物的研究;4.指导烧成制度和烧成工艺的研究。
六、项目经费预算项目经费预计: 500万元。
各项费用预算如下:（1）设备费预算317万元, 用于购置产品实验、中试和生产的专用装备。
主要设备有: 超高温窑炉( 可实现长度 mm、直径180mm大型管状制品的烧成) 1台, 预算150万元。
超高温石墨加热真空实验炉( 有效容积不小于200×200×400mm) 1台, 预算45万元; 气氛可控高温脱脂炉 1台预算40万元; 惰性气体净化装置 1套, 预算30万元; 湿法球磨机( 容积＞200L、配特种高纯碳化物耐磨球) 1台, 预算 10万元; ; 附真空除气的泥浆搅拌装置, 1套, 预算12万元; 成型( 非等静机, 压力注浆、离心注浆等可能是选项) 装置, 1套, 预算30万元;（2）材料费预算50万元, 用于购置SiC原料、碳化硼添加剂等实验和中试用原料。
（3）测试化验加工费预算35万元, 用于原料分析、试制材料的理化性能分析、材料显微结构分析等。
（4）燃料动力费预算80万元, 主要用于材料的超高温烧成的水、电费等费用。
（5）差旅费预算5万元, 用于材料研制和工业试验期间的出差等。
（6）知识产权事务费预算3万元, 用于专利申请、论文发表等与知识产权相关的开支。
（7）其它 10万元。
七、项目应用前景及经济效益分析1.项目应用前景高性能无压烧结SiC材料是明确列入中国《装备制造业技术进步和技术改造投资方向( ) 》报告中的高技术产品, 该材料对促进中国相关工业领域的技术进步具有重要作用。