用低纯碳化硅微粉烧结碳化硅陶瓷
无压烧结制备表面微孔碳化硅陶瓷
３ＫＩ Ｗ ，ＪＮ Ｊ Ｅ０Ｍ Ｍ Ｙ Ｉ Ｙ ， ＪＨ，ｅ １ ｔａ．Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ｏ ｏ ｉ ｎ ｓｌ ｏ ｇ ｎ ｅｉｇ ｐ ｒ ｓｔ ｉ ｉｃ ｎ ｙ ｉ
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２：Ｙ０ 为烧结助剂 ， 甲基丙烯酸 甲酯 （ＭＭＡ 微 球为 ０ ２。 广 聚 Ｐ ） ｖ １Ａ型小负荷维 氏硬 度计测试陶瓷样品的硬 度 。 采用球 造孔剂 ， 制备出了不同气孔率的碳化硅 微孔陶瓷材料。尚俊玲嘲 Ｈ 一０ 盘式可控气氛微型摩擦磨损试验仪 （ ｗ 一Ｅ ￣碳化硅陶 １ ）Ｏ 等 以碳 Ｓ ｉ Ｃ粉为原料 ，ｉ ｓ 和 Ｏ Ｙ（ 为烧结助剂 ，丙烯酰 ｒ ２ ） 瓷样 品的摩擦系数 。 胺聚合物 和羧 甲基纤 维素（ＭＣ为造孔 剂 ， Ｃ ） 采用真空烧 结方
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低温烧结碳化硅-概述说明以及解释
低温烧结碳化硅-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述低温烧结碳化硅是一种具有优异性能的先进陶瓷材料，其广泛应用于高温、高压、高速等极端条件下的工业领域。
具有极高的硬度、优良的耐磨、耐腐蚀性能以及良好的热导性和化学稳定性，使得它成为了许多领域中的理想材料之一。
本文将对低温烧结碳化硅进行详细介绍，包括其定义和特性、制备方法、应用前景以及发展趋势。
通过深入了解低温烧结碳化硅，我们可以更好地认识该材料的性质和潜力，并且为相关领域的研究和应用提供指导和参考。
随着科学技术的不断发展，低温烧结碳化硅的制备方法也在不断创新和改进。
在本文中，我们将介绍一些常用的制备方法，并对其特点和适用范围进行评述。
同时，我们还将探讨低温烧结碳化硅在各个领域中的应用前景，并展望其在未来的发展趋势。
通过本文的研究，我们有望深入了解低温烧结碳化硅的优点和挑战，促进其在工业生产中的广泛应用，并为相关研究人员提供有益的参考和启示。
我们相信，低温烧结碳化硅将在未来的科技发展中发挥重要作用，并为我们带来更多的创新和突破。
1.2 文章结构文章结构部分的内容需要描述整篇文章的组织结构和各个章节的内容概述。
下面是可能的内容：文章结构：本文将从以下几个方面对低温烧结碳化硅进行深入探讨。
首先，引言部分将概述低温烧结碳化硅的背景和研究意义。
接着，正文部分将分为两个主要章节。
第一章节将详细介绍低温烧结碳化硅的定义和特性，包括其化学成分、物理性质以及应用领域。
第二章节将集中介绍低温烧结碳化硅的制备方法，包括传统方法和新兴方法。
最后，结论部分将探讨低温烧结碳化硅的应用前景和发展趋势。
1. 引言在本章节中，将对低温烧结碳化硅进行概述，介绍其背景和研究意义。
这将有助于读者了解为何低温烧结碳化硅是一个重要的研究领域，并建立对本文的整体框架的认知。
2. 正文2.1 低温烧结碳化硅的定义和特性这一章节将详细介绍低温烧结碳化硅的定义和特性。
首先，将介绍碳化硅化合物的化学成分和结构特点，以及其在高温、高压和其他条件下表现出的独特性质。
碳化硅陶瓷制作工艺
碳化硅陶瓷制作工艺碳化硅陶瓷是一种新型的陶瓷材料，具有极高的硬度、耐热性和耐腐蚀性，被广泛应用于高温、高压和腐蚀性环境下的工业领域。
碳化硅陶瓷的制作工艺非常关键，下面将介绍碳化硅陶瓷的制作工艺流程和注意事项。
一、原料准备碳化硅陶瓷的主要原料是硅粉和碳粉。
硅粉需要具备一定的粒度和纯度，一般采用颗粒度在1-5微米之间的硅粉。
碳粉通常采用颗粒度为0.5-1微米的石墨粉。
在原料准备过程中，需要对硅粉和碳粉进行筛分和烘干处理，确保原料的均匀性和干燥度。
二、混合和成型将硅粉和碳粉按照一定的比例混合均匀，可以通过干法混合或湿法混合的方式进行。
干法混合一般采用球磨机进行，湿法混合则需要在适当的溶剂中进行。
混合后的粉体需要经过一定的成型工艺，常用的成型方法有压制成型、注塑成型和挤压成型等。
成型后的碳化硅陶瓷坯体需要进行烘干处理，去除水分和溶剂。
三、烧结和热处理烧结是碳化硅陶瓷制作中的关键步骤，烧结温度和时间的选择对于陶瓷材料的性能和微观结构有着重要影响。
一般情况下，采用高温烧结的方式，烧结温度一般在1800-2200摄氏度之间。
烧结过程中需要注意控制温度升降速率和保持时间，以避免过烧或不完全烧结。
烧结后的陶瓷坯体需要进行热处理，以提高其硬度和耐热性能。
四、加工和修整烧结后的碳化硅陶瓷坯体需要进行加工和修整，以获得所需的形状和尺寸。
常用的加工方法包括机械加工、电火花加工和激光加工等。
加工过程中需要注意避免过度加工和损坏陶瓷材料的表面质量。
修整是指对陶瓷材料进行表面处理，去除表面的瑕疵和不均匀性，以提高其外观和质量。
五、性能测试和质量控制制作完成的碳化硅陶瓷需要进行性能测试和质量控制。
常用的测试方法包括硬度测试、抗压强度测试、热膨胀系数测试和化学稳定性测试等。
通过这些测试可以评估碳化硅陶瓷的性能和质量是否符合要求。
同时，还需要进行质量控制，包括对原料、工艺和产品的各个环节进行监控和管理，确保产品的一致性和稳定性。
碳化硅陶瓷的制作工艺包括原料准备、混合和成型、烧结和热处理、加工和修整、性能测试和质量控制等多个环节。
反应烧结碳化硅陶瓷
碳化硅制品的全面概述碳化硅制品是何物？如何使用碳化硅制品，我们首先要明确碳化硅的定义，然后知道碳化硅制品的组成部分，用哪些工艺？下面做些简单介绍碳化硅是一种无机非金属材料，由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，用于各种要求耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件中。
由于材料工整理的不断努力，其性能有了很大的改进，已成为一种重要的工程材料，在机械、冶金、化工、电子等部门得到广泛的应用。
采用常压烧结方法生产碳化硅陶瓷制品，其特点是用较高的烧结温度烧结碳化硅的毛坯，使之达到较高的密度，碳化硅的含量达到９８％以上。
所得到的碳化硅陶瓷烧结体耐腐蚀性、抗氧化性能及高温强度均较高。
在1600oC时强度不降低。
因而其制品特别适合于耐磨、耐腐蚀和耐高温的场合使用，如密封环、磨介、喷砂嘴、防弹板等。
特种陶瓷主要运用到那些方面？特种陶瓷包括各种材料整理的陶瓷制品，例如碳化硅材料生产的碳化硅制品，碳化硅密封环，氧化铝材料生产的99瓷，氧化锆材料生产的电解质等等。
所以说，是应用相当广泛的，今天我讲解下应用到高端产品的特种陶瓷。
1 氧化锆材料生产的特种陶瓷氧化锆陶瓷因其拥有较高的离子电导率，良好的化学稳定性和结构稳定性，成为研究最多、应用最为广泛的一类电解质材料。
通过对氧化锆基电解质薄膜制备工艺的改进，降低此类材料的操作温度和制备成本，力争可以实现产业化也是未来研究的重要方向。
2 碳化硅材料生产的特种陶瓷碳化硅材料是硬度高，成本低的材料，可以生产碳化硅制品，例如碳化硅密封件、碳化硅轴套、碳化硅防弹板、碳化硅异形件等，可以应用到机械密封件上和各种泵上。
在以后的发展中，特种陶瓷会应用得更加广泛，因为新型材料的不断出现，整理的特种陶瓷的功能越来越受到人们的欢迎！当今市场上存在哪些碳化硅制品在碳化硅制品行业中，仅仅因为其市场较大，所以涌现了很多的碳化硅制品种类，例如碳化硅密封环、碳化硅轴套、碳化硅轴、碳化硅防弹板等。
cvd碳化硅和烧结碳化硅
cvd碳化硅和烧结碳化硅
碳化硅（SiC）是一种无机化合物，具有多种形式，其中包括CVD碳化硅和烧结碳化硅。
CVD碳化硅是通过化学气相沉积（CVD）工艺制备的碳化硅薄膜或涂层。
在CVD过程中，将气态前体物质通过化学反应沉积在基底表面，形成薄膜或涂层。
CVD碳化硅通常具有良好的致密性、均匀性和化学纯度，可以用于涂层、薄膜或其他应用领域。
烧结碳化硅是一种通过高温烧结碳化硅粉末制备的材料。
烧结过程中，碳化硅粉末在高温下结合成致密的块状材料。
烧结碳化硅通常具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优良性能，因此被广泛应用于陶瓷工业、耐火材料、磨料、工具材料等领域。
从材料制备的角度来看，CVD碳化硅主要是通过化学气相沉积技术制备而成，具有薄膜或涂层的特点；而烧结碳化硅则是通过高温烧结碳化硅粉末得到块状材料，具有高强度和耐磨损性能。
从应用角度来看，CVD碳化硅常用于涂层、光学薄膜、半导体器件等领域，而烧结碳化硅则常用于制造耐火材料、陶瓷制品、磨具和工具等领域。
总的来说，CVD碳化硅和烧结碳化硅是碳化硅材料的两种常见形式，它们在制备方法、结构特点和应用领域上有着明显的区别，但都具有优异的性能，在不同的领域都有着重要的应用前景。
碳化硅陶瓷烧结工艺
碳化硅陶瓷烧结工艺1、碳化硅陶瓷烧结碳化硅陶瓷烧结是一种以碳化硅为主要材料的陶瓷烧结工艺，用于制备几何形状特定的金属零件和陶瓷材料，并用于结构特定的组合件。
它最初被开发用于制造复杂结构体，在电子紧固件及元件上具有多种用途。
碳化硅陶瓷烧结具有良好的低温机械性能、耐腐蚀性能、保温性能、抗粘度性能以及优异的磨损耐久性等优点。
2、碳化硅陶瓷烧结工艺碳化硅陶瓷烧结工艺是用碳化硅作为原料，采用特殊配制的胶水，预成型后加工而成的碳化硅陶瓷烧结件。
烧结温度一般在1200~1400℃，需满足复杂结构形状的零件制造及成型要求，整体紧固性强，整体性能稳定，制品表面美观，耐磨性能优良，能够满足用户对高性能拌胶性陶瓷并避免破损现象的需求，耐腐蚀性能优良，特别适用于高耐冲击、辐射、腐蚀抗热零件的制造。
3、碳化硅陶瓷烧结工艺的主要流程（1）粉末采集：将碳化硅粉末按一定的比例采集，以形成预成型图案。
（2）成型：将预成型图案放入特殊设计的模具中，按照有组织的形式压制成型。
（3）烧结：将成型后的碳化硅陶瓷结构在高温热环境中进行加热烧结，形成非常坚固的结构模型。
（4）装配：将烧结后的碳化硅陶瓷件进行装配，经过成型和定型等处理，使之外形一致，形成安装形态。
（5）喷涂：将装配完毕的碳化硅陶瓷进行喷涂，涂上特定颜色的涂层，使之外观美观，具有防潮效果。
4、优点碳化硅陶瓷烧结具有良好的低温机械性能、耐腐蚀性能、保温性能、抗粘度性能以及优异的磨损耐久性等优点，烧结过程速度快，烧结时间短，过程温度低，温度分布均匀，可以减少烧结过程中的物理变化及化学变化，因此它能够生产出密度高、尺寸精确、尺寸大小稳定、层间黏结强度高的陶瓷结构件。
碳化硅陶瓷烧结工艺__碳化硅陶瓷烧结特点
碳化硅陶瓷烧结工艺__碳化硅陶瓷烧结特点碳化硅陶瓷为什么会应用越来越广泛了呢？碳化硅陶瓷材料具有高温强度大，高温抗氧化性强，耐磨损性能好，热稳定性，热彭胀系数小，热导率大，硬度高，抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。
在汽车、机械化工、环境保护、空间技术、信息电子、能源等领域有着日益广泛的应用，已经成为一种在很多工业领域性能优异的其他材料不可替代的结构陶瓷。
【碳化硅陶瓷烧结工艺】无压烧结。
无压烧结被认为是SiC烧结有前途的烧结方法，根据烧结机理的不同，无压烧结又可分为固相烧结和液相烧结。
S.Proehazka通过在超细β-SiC粉体（含氧量小于2）中同时加入适量B和C的方法，在2020℃下常压烧结成密度高于98的SiC烧结体。
A.Mulla等以Al2O3和Y2O3为添加剂在1850-1950℃烧结0.5μm的β-SiC(颗粒表面含有少量SiO2)，获得的SiC陶瓷相对密度大于理论密度的95，并且晶粒细小，平均尺寸为1.5μm。
热压烧结。
Nadeau指出，不添加任何烧结助剂，纯SiC只有在极高的温度下才能烧结致密，于是不少人对SiC 实行热压烧结工艺。
关于添加烧结助剂对SiC进行热压烧结的报道已有许多。
Alliegro等研究了B、Al、Ni、Fe、Cr等金属添加物对SiC致密化的影响，发现Al和Fe是促进SiC热压烧结有效的添加剂。
nge研究了添加不同量Al2O3对热压烧结SiC的性能影响，认为热压烧结致密是靠溶解--再沉淀机理。
但是热压烧结工艺只能制备形状简单的SiC部件，而且一次热压烧结过程中所制备的产品数量很小，因此不利于工业化生产。
热等静压烧结。
为了克服传统烧结工艺存在的缺陷，Duna以B和C为添加剂，采用热等静压烧结工艺，在1900℃便获得了密度大于98、室温抗弯强度高达600MPa左右的细晶SiC陶瓷。
尽管热等静压烧结可获得形状复杂的致密SiC制品，并且制品具有较好的力学性能，但是HIP烧结须对素坯进行包封，所以很难实现工业化生产。
碳化硅陶瓷的制备及烧结温度对其密度影响的研究
一、引言碳化硅陶瓷是一种非常重要的陶瓷材料，具有高温强度、抗腐蚀和高热导率等优良性能，因此在航空航天、电子、光学等领域有着广泛的应用。
碳化硅陶瓷的制备及性能研究一直备受关注，而其密度是衡量其质量的重要指标之一。
烧结温度是影响碳化硅陶瓷密度的一个重要因素，因此研究烧结温度对碳化硅陶瓷密度的影响具有重要意义。
二、碳化硅陶瓷的制备方法1. 原料准备：通常采用碳化硅粉末和适量的添加剂作为原料，碳化硅粉末的粒度、纯度及其添加剂的种类和用量都会对制备后的陶瓷密度产生影响。
2. 混合：将碳化硅粉末和添加剂进行充分混合，以确保添加剂均匀分散在碳化硅粉末中。
3. 成型：将混合后的原料进行成型，常用的成型方法包括压制、注塑、浇铸等。
4. 烧结：将成型后的陶瓷坯体放入烧结炉中进行烧结，烧结温度、时间和气氛对陶瓷的性能有重要影响。
三、烧结温度对碳化硅陶瓷密度的影响1. 烧结温度过低会造成碳化硅陶瓷未充分烧结，导致陶瓷密度较低。
2. 烧结温度过高可能会导致碳化硅陶瓷晶粒长大过快，使得陶瓷内部产生较大的孔隙，从而影响陶瓷密度。
3. 烧结温度的选择需综合考虑碳化硅陶瓷的成分、添加剂、烧结环境等因素来确定。
四、研究方法1. 实验材料：选取工业级碳化硅粉末和添加剂作为原料。
2. 实验设计：分别对不同烧结温度下制备的碳化硅陶瓷进行密度测试，对比分析烧结温度对碳化硅陶瓷密度的影响。
3. 实验步骤：包括原料制备、混合、成型、烧结、密度测试等步骤。
4. 实验仪器：密度测试常采用排水法、气体置换法等方法，可选用密度计进行测试。
五、实验结果与分析1. 进行实验后得出不同烧结温度下制备的碳化硅陶瓷密度随着烧结温度的增加呈现出先升高后降低的趋势。
2. 烧结温度较低时，陶瓷密度较低，可能是由于未充分烧结导致的。
3. 随着烧结温度的升高，碳化硅陶瓷的密度也随之增加，但当烧结温度过高时，密度反而下降，可能是因为晶粒长大导致陶瓷内部产生大的孔隙所致。
4. 综合分析得出最佳烧结温度范围，以获得较高密度的碳化硅陶瓷。
碳化硅陶瓷不同烧结方式
碳化硅陶瓷不同烧结方式1. 碳化硅陶瓷的特性与应用碳化硅陶瓷具有优异的物理、化学和机械性能，因此广泛应用于高温、高压和耐腐蚀环境下的工业制造领域。
它具有高硬度、高强度、优异的导热性和高温稳定性，因此常用于制造研磨材料、热处理工具、高温传感器、机械密封件等。
2. 碳化硅陶瓷的烧结方式碳化硅陶瓷的烧结方式主要有两种：压力烧结和非压力烧结。
在烧结过程中，碳化硅粉末会通过烧结工艺而固化成块状的陶瓷材料。
这两种烧结方式在工艺和结果上都有所不同。
- 压力烧结：压力烧结是将碳化硅粉末放置于模具中，并在高温和高压的环境下施加压力。
这种烧结方式可以大大提高碳化硅陶瓷的致密性和强度。
在压力烧结过程中，碳化硅粉末会逐渐烧结成块状，形成致密的陶瓷材料。
压力烧结的优势在于可以得到高密度、无气孔的陶瓷材料，但是需要高成本的压力设备和较长的烧结时间。
- 非压力烧结：非压力烧结是将碳化硅粉末散置于烧结炉中，在高温条件下进行烧结。
非压力烧结的优势在于工艺简单、成本较低、烧结时间较短。
然而，由于无压力的作用，非压力烧结所得的陶瓷材料密度较低，不如压力烧结的陶瓷强度高。
3. 不同烧结方式的比较在选择碳化硅陶瓷烧结方式时，需要考虑产品的性能要求、成本预算和生产效率。
下面对压力烧结和非压力烧结进行比较：- 密度与强度：压力烧结得到的碳化硅陶瓷密度高、强度大，能够满足高要求的应用，例如高温耐磨件。
非压力烧结所得的陶瓷材料密度较低，强度也相对较低，适用于一些对密度和强度要求较低的应用。
- 成本：压力烧结所需的设备成本高，需要较长的烧结时间，但能够获得高质量的陶瓷材料。
非压力烧结工艺简单，设备成本低，烧结时间短，成本较低。
因此，在成本预算有限的情况下，非压力烧结方式可能更为合适。
总结起来，碳化硅陶瓷的烧结方式主要有压力烧结和非压力烧结两种。
压力烧结能够获得高密度、高强度的陶瓷材料，适用于一些对产品性能要求较高的领域。
非压力烧结的优势在于成本较低、烧结时间短，适合一些对产品性能要求不高的场合。
【精品文章】碳化硅陶瓷的常见应用简介
碳化硅陶瓷的常见应用简介
随着科学技术的发展，特别是能源、空间技术的高度发展，经常要求材料必须有耐高温、抗腐蚀、耐磨损等优越性能，才能在比较苛刻的工作环境中使用。
由于碳化硅
陶瓷材料具有抗氧化性强、耐磨性能好、硬度高、热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，已成为尖端科学的重要
组成部分，受到普遍重视。
碳化硅陶瓷大量应用于石油化工、冶金机械、航空航天、微电子、汽车、钢铁等领域，并日益显示出其他特种陶瓷所无法比拟的优点。
碳化硅陶瓷常见应用简介：
1、耐火材料
国外将碳化硅用作耐火材料的数量大于用作磨料。
我国亦在不断扩大这方面的应用，根据国外厂商的习惯，耐火材料黑色碳化硅通常分为3种牌号：
A、高级耐火材料黑碳化硅。
这种牌号的化学成分要求与磨料用黑色碳化硅完全相同，主要用以制造高级碳化硅制品，如重结晶碳化硅制品、燃气轮机构件、喷嘴、氮化硅结合碳化硅制件、高炉高温区衬材、高温窑炉构件、高温窑装窑支承件、耐火匣钵等。
B、二级耐火材料黑色碳化硅，含碳化硅大于90%。
主要用于制造耐中等。
反应烧结碳化硅技术参数
反应烧结碳化硅技术参数烧结碳化硅是一种重要的陶瓷材料，具有优异的高温性能和耐磨性，因此在工业制造、电子器件、热电耦合器件等领域有着广泛的应用。
烧结碳化硅的技术参数包括烧结工艺、物理性能、化学成分、微观结构等方面，下面将对这些技术参数进行详细的介绍。
一、烧结工艺烧结是制备碳化硅陶瓷的关键工艺之一，其工艺参数包括烧结温度、烧结时间、压力等。
烧结温度是指将碳化硅粉末在高温下烧结成陶瓷的温度，一般在2200℃以上。
烧结时间是指在一定温度下进行烧结的时间，一般为几小时至数十小时不等。
烧结压力是指在烧结过程中对碳化硅料施加的压力，一般通过压制、压模等方式进行。
二、物理性能烧结碳化硅的物理性能包括密度、硬度、抗压强度等方面。
密度是指单位体积的质量，烧结碳化硅的密度一般在3.15g/cm³以上。
硬度是指材料抵抗外力的能力，烧结碳化硅的硬度一般在2800-3300HV之间。
抗压强度是材料抵抗外部压力的能力，烧结碳化硅的抗压强度一般在300-600MPa之间。
三、化学成分烧结碳化硅的化学成分主要包括碳化硅、氧化硅、氧化铝等，具体成分的含量会影响材料的性能和应用范围。
碳化硅的含量是影响烧结碳化硅性能的关键因素，高含量的碳化硅可以提高材料的热导率和耐磨性。
氧化硅和氧化铝的含量会影响材料的稳定性和机械性能。
四、微观结构烧结碳化硅的微观结构主要包括晶粒尺寸、晶界相、孔隙率等方面。
晶粒尺寸是指材料中晶粒的大小，一般来说，晶粒尺寸越小，材料的硬度和抗压强度越高。
晶界相是指晶粒之间的界面相，晶界相的存在会影响材料的导热性能和化学稳定性。
孔隙率是指材料中孔隙的比例，孔隙率越低，材料的密实度和抗压强度越高。
综上所述，烧结碳化硅的技术参数涉及烧结工艺、物理性能、化学成分、微观结构等多个方面，这些参数的优化和控制对于烧结碳化硅材料的性能和应用具有重要意义。
在未来的研究中，可以通过调整烧结工艺、优化化学成分、控制微观结构等手段，进一步提高烧结碳化硅材料的性能，并拓展其在更多领域的应用。
碳化硅结合氮化硅陶瓷的烧结方法
碳化硅结合氮化硅陶瓷的烧结方法
碳化硅结合氮化硅陶瓷的烧结方法是将碳化硅和氮化硅粉末按一定比例混合，在一定温度下进行压制和烧结的工艺过程。
这种方法能够有效地提高陶瓷材料的力学性能和热性能。
碳化硅和氮化硅粉末需要进行均匀混合。
在混合过程中，可以使用球磨机或者振荡球磨机等设备，以保证粉末的均匀分散和混合。
将混合好的碳化硅和氮化硅粉末进行压制。
常用的压制方式有等静压和热等静压。
等静压是将混合粉末放入模具中，在一定的压力下进行压制，以获得均匀的样品形状。
热等静压是在压制过程中加热样品，以促进粉末的颗粒结合。
随后，将压制好的样品放入烧结炉中进行烧结。
烧结温度和时间是影响烧结质量的重要参数。
通常情况下，烧结温度要高于碳化硅和氮化硅的熔点，但不能超过材料的热稳定性温度。
烧结时间一般较长，以确保样品中的颗粒充分结合。
在烧结过程中，可以采取氮气氛烧结或惰性气氛烧结。
氮气氛烧结可以避免材料中的碳元素氧化，保持材料的高温强度。
惰性气氛烧结则可以避免材料表面的氧化反应。
将烧结好的碳化硅结合氮化硅陶瓷进行表面处理，以提高其光滑度和密封性。
常用的方法有抛光、打磨和涂层等。
碳化硅结合氮化硅陶瓷的烧结方法需要先混合粉末，然后进行压制和烧结，最后进行表面处理。
这种方法能够得到具有优异力学性能和热性能的陶瓷材料。
碳化硅陶瓷的烧结工艺
碳化硅陶瓷的合成方法综述碳化硅陶瓷具有机械强度高、耐高温、抗氧化性强、热稳定性能好、热导率大、耐磨损性能好、耐化学腐蚀性能好、硬度高、抗热震性能好等优良的特性。
碳化硅是所有非氧化物陶瓷中抗氧化性能最好的一种。
碳化硅陶瓷不仅在高新技术领域发挥着重要的作用,而且在冶金、机械、能源和建材化工等热门领域也拥有广阔的市场。
随着高新技术的不断发展,对碳化硅陶瓷的要求也越来越高,需要不同层次和不同性能的各种产品。
早在20 世纪50 年代,Popper[ 1] 首次提出反应烧结制备碳化硅。
其基本原理是:具有反应活性的液硅或硅合金,在毛细管力的作用下渗入含碳的多孔陶瓷素坯,并与其中的碳反应生成碳化硅,新生成的碳化硅原位结合素坯中原有的碳化硅颗粒,浸渗剂填充素坯中的剩余气孔,完成致密化的过程。
1．1 常压烧结1．1．1 固相烧结单一陶瓷粉体烧结常常属于典型的固相烧结，即在烧结过程中没有液相形成。
陶瓷坯体的致密化主要是通过蒸发和凝聚、扩散传质等方式来实现的。
其烧结过程主要由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。
同时，固相烧结可以通过合适的颗粒级配、适当的烧结温度和较短的保温时间等工艺参数来实现致密化烧结。
自20世纪7O年代，Prochazkal6在高纯度的SiC中加人少量的B和C作为烧结助剂，在2050℃成功地固相烧结出致密度高于98 的SiC陶瓷以来，固相烧结就一直很受关注。
虽然SiC-B-C体系固相烧结SiC需要较高的烧结温度，烧结晶粒粗大，均匀性差，而且SiC陶瓷具有较低的断裂韧性、较高的裂纹强度敏感性和典型的穿晶断裂模式，但是固相烧结的烧结助剂含量低，杂质少，晶界几乎不残留低熔点物质，烧结后的SiC陶瓷高温稳定性好、热导能力强l7剖。
因此，固相烧结在SiC陶瓷烧结中具有潜在的应用价值。
目前，采用SiC-B-C烧结体系来进行固相烧结SiC陶瓷的厂家主要有美国的GE公司。
1．1．2 液相烧结由于陶瓷粉体中总有少量的杂质，大多数材料在烧结过程中都会或多或少地出现液相。
碳化硅陶瓷技术参数__碳化硅陶瓷发展趋势
碳化硅陶瓷技术参数__碳化硅陶瓷发展趋势就国内情况来说，碳化硅陶瓷的发展趋势越来越好。
碳化硅的硬度相当高，仅次于几种超硬材料，高于刚玉而名列普通磨料前茅，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度好的材料。
抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中好的。
反应烧结碳化硅陶瓷是一种工艺品，由细颗粒α-SiC和添加剂压制成素坯，在高温下与液态硅接触，坯体中的碳与渗入的Si反应，生成β-SiC，并与α-SiC相结合，游离硅填充了气孔，从而得到高致密性的陶瓷材料。
首先，我们先来了解碳化硅陶瓷的应用吧。
【碳化硅陶瓷产品应用】SiC陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。
热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度好的材料。
抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中好的。
碳化硅的硬度相当高，仅次于几种超硬材料，高于刚玉而名列普通磨料前茅，按莫氏刻痕硬度为9.2，克氏显微硬度为2200～800kg/mm2(负荷100g)。
碳化硅的热态硬度虽然随着温度的升高而下降，但仍比刚玉的硬度大很多。
绿色碳化硅和黑色碳化硅的硬度，不论在常温或是在高温下都基本相同，没有发现本质上的差别；一种含铈的碳化硅，其硬度则略高于一般碳化硅。
【碳化硅陶瓷技术参数】高使用温度:≤1380℃密度:≥3.02g/cm3气隙率:＜0.1抗弯强度:250(20℃)Mpa280(1200℃)Mpa弹性模量:330(20℃)Gpa300(1200℃)Gpa热传导系数:45(1200℃)W/m.k热膨胀系数: 4.5K-1×10-6莫氏硬度:9.6【碳化硅陶瓷发展趋势】趋势一、整合。
1、行业内部企业数量众多，低水平重复建设严重。
2、碳化硅陶瓷微粉需提高技术，增加节能环保，进行整合。
3、结构行业整合也将成为趋势。
趋势二、整包服务。
整体承包模式有助于进一步降低成本，保障生产的连续性、稳定性。
聚碳硅烷低温烧结碳化硅泡沫陶瓷的制备
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作者简 介 ： 赵秋实（９５ ， １８ 一）现就读于贵州大学理学院０ 级电路与 ９
系统 ， 究 方 向为 电子 系统 设 计 及 自动 化 研
图 ７ 仿 真 结 果
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［］ ４ 江思敏． Ｈ Ｌ Ｖ Ｄ 数字 电路及 系统设计 ｌ ． Ｍ］ 机械 工业 出版社 ， ０ ２ ６ ０
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［］ ５ 高有 堂． Ｄ Ｅ Ａ技术及应用 实践［ 清华大学 出 ＭＪ ． 版社 ， ０ ２ ６年 ０
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ａｄＰ ｙｉｓ２０ ，５（ ）： ４ —４ ｎ ｈｓ ．Ｏ２７ ２ ２ １２５ ｃ
基 金项 目 ： Ｉ 贵州省教 育厅 自然科 学基金 重点项 目２ ９０３ ）贵 阳 ０ （０６ ， ０
碳化硅泡沫 陶瓷的发展始于 ２ 世 纪 ７ 年代。作为 ０ ０
一
烧结制备出 ＳＣ泡沫陶瓷。 ｉ
种内部结构中有很多孔隙的新型无机非金属过滤材料，
碳化硅泡沫陶瓷具有重量轻 、 强度高 、 耐高温 、 耐腐蚀 、 再 生简单 、 使用寿命长及 良好 的过滤吸 附性等优点。在冶 金、 化工 、 环保 、 能源 、 物等 领 域 具 有 广 泛 的 应用 前 生
市科 学技 术计 划项 目２０ 第 １ ０ ５ Ｏ９ — ５ 号。
［ ］ｈ ｎ ， ｎ Ｓ ｚｋ Ｋ， ． Ｅ ｔ ｙ ｆ ｉ ｏ ｒ ｔｒ ｏ ９ Ｚ ｅ ｇ Ｂ Ｓ ｏＨ， ｕ ｉ ｅ Ａ Ｔ Ｍ Ｓ ｄ ｅ ｓｕ ｕ ｆ Ｇ ａ ｕ ｔ ｕ ｏＭ ｒｔｃ ｅ Ｃ ｂｎＦｂｒＰ ｌ ａ ｏｉ ｎ — ｅ ｖｄＳ ｏ ｐ ｓｅ［ ］ Ｃ ｒ ｎ ｒ ａ ｏ ｉ ／ ｏ ｃ ｂ ｓａｅ ｄｒ ｅ ｉ Ｃ ｍ ｏｉ ｓＪ ． ａ ｏ ， ｅ ｙｒ ｌ ｉ Ｃ ｔ ｈ
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剀３ ＲＢｓｃ断面抛光金相显微照片
Ｆ１９．３
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万方数据
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图１样品Ｎｏ ４断面抛光后金相的显微照片和ｓＥＭ
照片
Ｆｌｇ．４
Ｐｏｌｌｓｈｅｄ ｓｅｃｔｌ（）ｎｓ ｏｐｔｌｃａＩ ｎ、；ｃｒ。ｇｒａｐｈ ａｎｄ ｓｃａｎ
力一旦超过材料的承受强度时，坯体便发生爆裂。
第３４卷第１期 ２ Ｏ ０ ６年１月
硅酸盐学报
ＪＯＵＲＮＡＬ（）Ｆ ＴＨＥ ＣＨＩＮＦＳＥ ＣＥＲＡＭＩＣ ＳｏＣＩＥＴＹ
ＶｏＩ．３ ４，Ｎ（）ｌ Ｊａｎｕａｒｙ，２００６
用低纯碳化硅微粉烧结碳化硅陶瓷
武七德１，孙峰１，吉晓莉１，田庭燕２，郝慧１
１．武汉理工大学．畦酸盐材料工程教育部重点实验守，武汉４３００７０；２山东大学 材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室，济南 ２５∞６１）
Ｓｉ（）２（ｓ）＋Ｃ（ｓ）一Ｓｉ（）（ｇ）＋Ｃ（）（ｇ）
（２）
Ｓｉ０（ｇ）＋２Ｃ（ｓ）一ＳｉＣ（ｓ）＋ＣＯ（ｇ）
（３）
当反应中气相组分ｓｉｏ，ｃＯ的分压低于ｐ。×ｐ。／
ｐ２＜１０叫时，式（２）的Ｇｉｂｂｓ自由能为明
△Ｇ＝６８８ ５００ ４２０．５８丁（Ｊ／ｍ０１）
温度高于１ ６３８ Ｋ时，ｌ ｍｏｌ ｓ１０。与碳反应释放
２结果与讨论
２．１不同ＳｉＣ含量对材料性能的影响 传统反应烧结ｓｌｃ制备Ｉ：艺是在一定ｓｉｃ中加
入适量含碳物质，利用高温使碳和金属硅反应合成 ｓｉｃ，生成的晶体将预先加入的ｓｉｃ连接起来形成致 密结构”Ｊ。目前，一般认为反应烧结ｓｉｃ的烧结机 理是扩散或溶解凝聚机理”Ｊ。因此，如果反应中预 先加入的ＳｉＣ全部为低纯ＳｉＣ微粉，因微粉粒径小， 粒径分布窄，成型时容易开裂，成划后ｓｉｃ微粉堆积 单一，烧结时难以保证渗ｓｉ所需的毛细管力，ｓｉＣ富 集区易造成气体夹杂。此外．低纯ｓｉｃ微粉杂质多， 比表面积大，氧含量较高，因此ｓｉｃ的用量越大，成 型就越困难且引入的杂质也越多，越小利于素坯的 烧结及烧结体密度和强度的提高。
万方数据
第３４卷第１期
武七德等：用低纯碳化硅微粉烧结碳化硅陶瓷
·６ｌ
ｌ实
验
将工业收尘ｓｉｃ（平均粒径为３．５“ｍ）尾粉，高 纯石油焦（ｄ”一１４．６“ｍ），实验室自制添加剂（玉米 淀粉、分子量≥３ｘ１０６的聚丙烯酰胺，按坯体成型要 求适度加入碳）及粘结剂（质量分数为１０％的聚乙
烯醇溶液）按一定比例球磨、干燥，造粒后压制成型。 在Ｎ。保护下按传统反应烧结ｓｉｃ方法烧结，升温平 均速率为１８０℃／ｈ，（１ ６５０±５０）℃保温２ ｈ。经化 学分析低纯ｓｉｃ尾粉的主要元素Ｓｉ，Ｃ，Ｏ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｃａ 的相对质量分数为６８．４０７％，２９．２３９％，２．１４１％， ｏ．２２４％．ｏ．０３５％，ｏ．０４８％。引入不同量酸洗和未 酸洗ｓｉｃ微粉制得的材料的性能见表１。
ｐｏｗｄｅｒｓ．
ｏｆｌｍｐｌｌⅢ１…）ｆ Ｔ１１ｅ ａｖｅｒａｇｅ ｇｒａｌｎ ｓｌｚｃ ｏｆ Ｌ１】。ｐｏｗｄｅｒ】ｓ ３．５＂ｍ ｌ、ｈｅ ｌｎｆｌｕｅｎｃｅ
ｐｏｗ山ｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｔｅ¨ａＩ。ｓ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｆｔｌｅ８
ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ ａ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗａｓ ｍａｄｅ“）ｍａｔｃｎａｋ ｐｒ印ａｒｅｄ州ｔｈ ｐｕｎｆｙｌｎｇ ｐｏｗｄｔｒ ｂｙ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏ¨ｃ ａ虬ｄ Ｔｈ ＩＩＬＩｃ ｒｏ乱ｒｕｃｔｕｒｅ
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Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｊｖｅｒｓｌ‘ｙ·Ｊｌｎａｌｌ ２ｊ００６１，Ｃｈｌｎａ）
ｃａｒｂｌｄｅ（ＲＲＳ（：）ｃｃｒａｎｌｌ刚ｅｒｅ Ａｂｓｔｒ｛Ｉｃｔ：Ｒｅａｃｔｌｏｎ—ｂ（ｍｄｃｄ ｓｌＪ Ｌｃ。ｎ
Ｓｌ（：叫ｒｏ ｐｒｅｐａ ｒｅｄｗｌｔｈｉｎｄｕ“ｒ Ｌａｌ ｓｃｆａｐｓＩｏｗ ｐＬｌｍｙ
ｃａｒ｝）ｌｄｃ（ＲＢＳ【：）ｗ ｌ（）ｗ Ｄｕｒｅ ＳＩ（：ｃ（）ｎｔｅｎｔ
不完全而残存较多游离碳（ｆ。），ｆ。易出现在ｓｉｃ聚 集区域，大大降低材料的密度和强度。随ｓ·ｃ含鼍 的增加，石油焦的用量减少，反应更加充分。实验表 明：在丰Ｈ同的烧结制度下，反应烧结所需的初始ｓｉｃ 全部采用低纯Ｓｉｃ微粉，当质量分数为７２％叫，其强 度达到（ｄ４ｌ±１０）ＭＰａ．此时烧结体中未发现残碳， ＆Ｃ晶粒和游离硅（ｆ。．）相分布较均匀，ｆ。基本成连续 网状分布，但仍有个别较大的硅斑，因而制约样品强 度的进一步提高，此时材料的烧结密度约为（３．１ｌｊ＿ ０．０１）ｇ／ｃｍ３。观察该材料断面ＳＥＭ照片，Ｓ１（：晶粒 的结晶程度较好，晶体尺寸较均匀，不存在明显气孔。
ｗｔｔｈ ｏｔｈｅｒ ｒａｗ ｍａｔｅｌ
ｒ】ａｌｓ ａｎｄ ｒｅｌｃａｓｅｄ ｇａｓ ａｔ ｈｌｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ Ｔ｝１ｅ ｓＩｎｔｅｒｅｄ ｄｅｎｓｌｌｙ（）ｆ ｔｈｃ ｍａＬｅｆｌａｌ ｍａｄｅ ｏｆ ｌｏｗ ｐｌ】ｒｌｔｙ Ｓ１Ｃ ｌｓ（３ １５＝０ ０１）ｇ／ｃｍ。
ｆｌⅢｒａｌ ａｎｄ ｔｈｅ
ｓＩｒｅｎＥｔｈ １ｓ（ｄ ４】±１０）ＭＰａ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍＤｅｒａｔｕｒｃ
Ｋｅｙ ｗｏ州ｓ：ｓｌｎｃｏｎ ｃａｒｈＩｄ。；ｒｅａｃＬｌ。１１ ｂｏｎｄｅｄ；ｍｌｃｒ（）ｓｔｒｕｃｔｕｒｃ
反应烧结碳化硅（ｒｅａｃｔｉｏｎ＿ｂｏｎｄｅｄ ｓ１Ｉｉｃｏｎ ｃａ卜 ｈｉｄｅ，ＲＢｓｃ）具有反应温度低且时间短，可近净尺寸 烧结，可烧结复条形状制品等优点，自５０年代发明 以来就得到人们的广泛关注”。３］。但是，传统反应烧 结Ｔ艺中所需两ｃ原料的纯度较高，因而其制备能 耗高，环境污染严重，生产成本大。目前，国内ｓｉｃ 生产厂家每年都囤积大黾的收尘尾粉。网尾粉的牲 度细，杂质含量高，成分波动大阻碍１ｒ它的进一
ｂｙ黜Ｉｍｍｇ ｅｌｅｃｆｒｏ㈣ｃ㈣ｃｅ）ｐ㈨ｊｄ ｏｆ ｓＩ】￡ｃｏｎ ｃａｒｂｌｄｅ ｃｃｒａｎＩｉｃｓ ｗａｓ Ｉｎｖｅｓｔｔｇａｔｅｄ
ｏ阱ｌｃａ】ｍ￡ｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｔｈｅ ｒｃｓｕｈｓ ｓ｝、ｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｍｅｔａｌｌｌｃ（）ｘＩｄ㈣ａｃＬｅｄ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ Ｌ１１ｅ ｎｌａｔｅｒｌａｌ’ｓ ｍｅｃｈａｎｌｃａＩ ｐｒｏｐｅｒｔｌｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ ｅｘｃｌｕｄｌｎｇ Ｓ１０２，ａｎｄ ｔｈｅ
收稿日期：２００ｊ—０６—１５。修改稿收到日期：ｚ００５—１０一ｌｏ 第一作者：武已德（１ ９ｔ９～），男．教授。
Ｒ戗ｅｉｖｅｄ ｄａｔｅ：２∞５—０６ １ｊ．Ａｐｐｒｏｖｅｄ ｄａｔｅ：２００５ １０ １０ Ｆｉｒｓｔ ａ砒ｈｏｒ；ＷＵ Ｑ１小（１９４９ ）．ⅢａＩ｝＋ｐｒｏｆｅ３ｓｏＬ Ｅ—ｍｎｉ－：Ⅵ１ｑＩｆｋ＠ｎｌａｌｌ．ｗｈｕｔ ｅｄｕ ｃｎ
扫）Ｏｐ“蒯卅Ｊｃｒｏｇｍｐｈ ０ｆ鞭ｍ—ｅ№４
图２低纯ｓ·Ｃ微粉含量与ＩｔＢｓｃ密度 Ｆｌｇ．２ Ｄｅｎｓｌ‘ｙ（）ｆ ＲＢＳＣ Ｕ５】ｏｗ ｐｕｒｃ ＳｌＣ ｃｏｎｒｅ Ｔ１ｔ
汹０ｐｃｌｃａｌ ｍｉｃ“蟛ｒ８ｐｈ㈣ｔｈ ａ ｆ神ｈ础ｃ∞
（ｂ】０ｐ｝Ｉｃｄ埘ｃｍ茚叩ｈｓ ｗｊｍ １１１鹅ｅｒ ｈｃ ｓｉ幢）
２ ｍｏｌ气体。温度为ｌ ６８３ Ｋ时，将发生主反应
Ｓｉ（ｓ）＋Ｃ（ｓ）一ＳｉＣ（ｓ）
（４）
反应式（４）为强放热反应，温度升高使反应式（２）
的平衡常数增大，ｃＯ等气体的体积急剧增大，此时
坯体表层已经生成具有一定强度的ｓｉｃ材料壳层。
采用ｓｉｃ细粉烧结时，坯体较密实，气体通路狭窄，
气体的快速逸出使坯体内部产生很大应力，内应
度下降。
２．２低纯ｓｉｃ微粉中杂质对材料性能的影响
低纯ｓｉ（：微粉的杂质主要是石墨化碳物质、
ｓｉＯ：和金属氧化物。只要有合适的外加剂，石墨化
碳物质对材料制备的影响不大。但是，直¨果Ｓｉｃ表 面ｓｉＱ的含量较高且存在较多的食属氧化物，它们
均在高温Ｆ与石油焦及ｓｊ（’发生产气反应，气体量
足够大时会影响反应中的渗硅过程，使烧结体中的 气孔率增加甚至使坯体开裂，破坏材料的显微结构，
摘要：用工业崖料坻纯ｗ３．ｓ ｐｍ ｓｔｃ擞粉为原料，在№保护下娆结碳化硅（ｓ，ｔ、）陶瓷。研究了低纯ｓｌｃ徽粉中杂质对蜀ｃ陶瓷力学性能的 影响，对比了徽粉提纯后材料的性能‘』结构。通过扫描电镜、金相显馓镜分析材料的显微结构。结果表明：微粉杂质中ｓｔ魄、金属氧化物在 ＆ｃ烧结温度下的放气反麻是影响陶瓷材料力学性能的主耍目素。由低纯ｓ·ｃ材制得的材料的烧结密度达到（３．１ ５士ｏ ０１）ｇ／ｃｍ３，抗折强度 达到（ｄｄｌ±１０）ＭＰａ。
硅酸盐学报 用低纯ｓｉｃ微粉制备ｓｉｃ陶瓷，烧结体密度随 ＳＩＣ用量的变化规律如图２所示。图３为ＲＢＳＣ断 面抛光金相显微照片。圈４为样品Ｎｏ．４断面的 ｓＥＭ照片和抛光后的金相显微照片。由图２可见： ｓｊｃ占６５％时，密度出现最大值为（３．１５±ｏ．０１）ｇ／ ｃｍ３，对应素坯的碳密度为ｏ．８８ ｇ／ｃｍ。，高于用高纯 ｓｉｃ微粉制备反应烧结ｓｉｃ时的理论计算用量。一，
（１．Ｋｅｙ Ｉ，ａｂ（）ｒａｔｕｒｙ ｆｏｒ Ｓ１１Ｌｃａｔｅ ＭａｔｅｍＩｓ ｓｃ Ｌｃｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｌｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｍｍｌｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｌｏｎ，Ｗ１ｌｈａｎ Ｕｎｌｖｃｒｓｌｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎ０１０９ｙ
ＳｔⅢＬｕ ＷｕＩ、ａｎ ４３００７０；２．Ｋｅｙ Ｌａｂ。ｒａｔｏｒｙ ｆ０１ Ｉ．１ｑｕｌｄ
ＴａＭｅ ｌ
表１酸洗与未酸洗ｓｉｃ微粉性能的比较
ＣｏＩｎｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｆｏｒ ＳｉＣ ｐｏｗｄｅ幅ｗｉｔｈ ａ美国ＭＴｓ一８ｌｏ陶瓷测试系统以三点弯曲 法测试陶瓷样品章温强度（试样尺寸为３ ｍｍｘ ４ ｍｍ×３８ ｍｎｌ．跨距为３０ ｍｎｌ，加载速率为Ｏ．５ ｍｍ／ ｍｉｎ）。用闰产４ＸＡ金相显微镜和日本产ＪＳＭ ５６１０ＬＶ扫描电子显微镜（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅＩｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏ— ｓｃｏｐｅ，ｓＥＭ）分析样品断面的盟微结构。用Ａｒｃ¨ ｍｅｄｅｓ法测试烧结体及蹦（：素坯的密度。