碳化硅陶瓷工艺流程

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碳化硅陶瓷性能及制造工艺

碳化硅陶瓷性能及制造工艺

碳化硅陶瓷性能及制造工艺碳化硅(SiC)陶瓷,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。

因此,已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手,日益受到人们的重视。

例如,SiC陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。

SiC陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。

SiC是共价键很强的化合物,SiC中Si-C键的离子性仅12%左右。

因此,SiC强度高、弹性模量大,具有优良的耐磨损性能。

纯SiC不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。

在空气中加热时易发生氧化,但氧化时表面形成的SiO2会抑制氧的进一步扩散,故氧化速率并不高。

在电性能方面,SiC具有半导体性,少量杂质的引入会表现出良好的导电性。

此外,SiC还有优良的导热性。

SiC具有α和β两种晶型。

β-SiC的晶体结构为立方晶系,Si和C分别组成面心立方晶格;α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。

在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。

在温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在。

当高于1600℃时,β-SiC缓慢转变成α-SiC的各种多型体。

4H-SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才易生成;对于6H-SiC,即使温度超过2200℃,也是非常稳定的。

SiC中各种多型体之间的自由能相差很小,因此,微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。

现就SiC陶瓷的生产工艺简述如下:一、SiC粉末的合成:SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用的SiC粉末都为人工合成。

目前,合成SiC粉末的主要方法有:1、Acheson法:这是工业上采用最多的合成方法,即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。

碳化硅陶瓷复合材料内衬施工工艺流程

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碳化硅陶瓷复合材料内衬施工工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

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碳化硅陶瓷工艺流程

碳化硅陶瓷工艺流程

碳化硅陶瓷工艺流程(总28页)本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March碳化硅陶瓷工艺流程碳化硅(SiC)陶瓷,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。

因此,已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手,日益受到人们的重视。

例如,SiC陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。

SiC陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。

SiC是共价键很强的化合物,SiC中Si-C 键的离子性仅12%左右。

因此,SiC强度高、弹性模量大,具有优良的耐磨损性能。

纯SiC不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。

在空气中加热时易发生氧化,但氧化时表面形成的SiO2会抑制氧的进一步扩散,故氧化速率并不高。

在电性能方面,SiC具有半导体性,少量杂质的引入会表现出良好的导电性。

此外,SiC还有优良的导热性。

SiC具有α和β两种晶型。

β-SiC的晶体结分别组成面心立方晶格;C和Si构为立方晶系,α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。

在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。

在温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在。

当高于1600℃时,β-SiC缓慢转变成α-SiC的各种多型体。

4H -SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H 多型体均需在2100℃以上的高温才易生成;对于6H-SiC,即使温度超过2200℃,也是非常稳定的。

SiC中各种多型体之间的自由能相差很小,因此,微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。

现就SiC陶瓷的生产工艺简述如下:一、SiC粉末的合成:SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用的SiC粉末都为人工合成。

碳化硅陶瓷制作工艺

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。

碳化硅陶瓷工艺流程

碳化硅陶瓷工艺流程

碳化硅陶瓷工艺流程概述碳化硅陶瓷是一种高性能材料,具有优异的耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性。

它在许多工业领域,如电子、化工、航空等都有广泛应用。

本文将介绍碳化硅陶瓷的工艺流程,包括原材料准备、成型加工、烧结处理等过程。

原材料准备碳化硅陶瓷的主要原材料是碳化硅粉末。

碳化硅粉末一般由石墨和二氧化硅粉末反应得到。

在准备碳化硅粉末之前,需要对石墨和二氧化硅进行粉碎和筛分,以获得较细的颗粒。

碳化硅粉末的质量对最终产品的性能有很大影响,所以在准备过程中需要控制粉末的粒径和纯度。

通常,采用球磨机对石墨和二氧化硅进行混合、研磨,然后用筛网进行分级,得到所需的碳化硅粉末。

成型加工碳化硅陶瓷的成型加工通常包括压制和注塑两种方法。

压制方法压制是最常用的成型方法之一。

首先,将碳化硅粉末和一定比例的有机添加剂混合,在高速混合机中进行均匀的混合。

然后,将混合料放入压制机中,在高压作用下,使其成型。

压制机通常采用冷压或等静压的方式,以确保成型体的均匀和密实。

注塑方法注塑是一种适用于复杂形状制品的成型方法。

注塑机通过将已经混合的碳化硅粉末和有机增塑剂加热熔融,在一定压力下喷射到模具中。

然后冷却,使其固化成型。

烧结处理烧结处理是碳化硅陶瓷工艺的关键步骤,通过热处理使得成型体形成致密的结构。

预烧结首先,将成型体放入预烧炉中。

在预烧炉中,通过逐渐升温,使得有机物燃烧,碳化硅粒子开始结合。

预烧结的目的是去除有机物,并固化碳化硅。

烧结经过预烧结后,将固化的成型体放入烧结炉中。

烧结炉中会提供高温的环境,使得碳化硅粒子之间发生再结合,形成致密的结构。

通常,烧结温度要高达2000℃以上,以确保碳化硅的高密度和高强度。

退火处理烧结后的碳化硅陶瓷可能存在一些内部应力和缺陷。

为了减少这些应力和缺陷,需要进行退火处理。

退火时,将已经烧结的陶瓷制品放入退火炉中,在一定温度下保持一段时间,然后慢慢冷却。

通过退火,可以提高碳化硅陶瓷的机械性能和热性能。

表面处理表面处理是对已经成型和烧结的碳化硅陶瓷进行的最后一道工序。

sic陶瓷常压烧结

sic陶瓷常压烧结

sic陶瓷常压烧结以"SIC陶瓷常压烧结"为题,本文将介绍SIC陶瓷的常压烧结工艺和特点。

1. 引言SIC(碳化硅)陶瓷是一种具有优异性能的工程陶瓷材料,其主要特点包括高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀等。

而常压烧结是一种常用的SIC陶瓷制备工艺,本文将从工艺流程、工艺条件以及材料特性等方面介绍SIC陶瓷常压烧结的相关内容。

2. 工艺流程SIC陶瓷常压烧结的工艺流程主要包括原料制备、成型、烧结和表面处理等步骤。

首先,将SIC粉末与其他添加剂按一定比例混合,并经过球磨等工艺进行均匀混合,以提高材料的致密性。

然后,将混合料进行成型,常见的成型方法有压制、注塑和挤出等。

成型后的坯体需要经过干燥处理,以去除水分和有机物。

接下来,将干燥后的坯体进行烧结,烧结温度一般在1900~2200摄氏度之间,烧结时间根据陶瓷的要求而定。

最后,通过机械加工和表面处理,得到符合要求的SIC陶瓷制品。

3. 工艺条件SIC陶瓷常压烧结的工艺条件对于制备高质量的陶瓷制品非常重要。

其中,烧结温度是影响陶瓷致密性和晶粒尺寸的关键因素,过低或过高的温度都会影响烧结效果。

此外,烧结时间也会对陶瓷的性能产生影响,过短的时间可能导致烧结不完全,而过长的时间则会导致晶粒长大。

此外,压制力和添加剂的选择也会对烧结效果产生影响。

4. 材料特性SIC陶瓷常压烧结后,具有许多优异的特性。

首先,SIC陶瓷的硬度非常高,仅次于金刚石和立方氮化硼。

其次,SIC陶瓷具有优异的耐高温性能,可在高达1600摄氏度的温度下长时间稳定工作。

此外,SIC陶瓷还具有良好的耐腐蚀性能,可在酸、碱等恶劣环境下使用。

而且,SIC陶瓷的导热性能也非常好,可用于高温传热领域。

此外,SIC陶瓷还具有良好的机械性能和尺寸稳定性,可用于制备精密零部件。

5. 应用领域SIC陶瓷常压烧结后,可以应用于众多领域。

在机械工程领域,SIC 陶瓷常用于制造轴承、密封件、喷嘴等零部件。

碳化硅陶瓷生产工艺_碳化硅陶瓷烧结方法

碳化硅陶瓷生产工艺_碳化硅陶瓷烧结方法

的进行化学方程式:2SiC+3O2=2SiO2+2CO(好的稳定性就包括化学稳定强和物理稳定性强,化 学稳定性强包含抗氧化、 耐腐蚀,物理稳定性主要 指热膨胀系数低、抗弯强 度高、耐高温,不容易受 温差和外部环境影响。) 力学性能 陶瓷材料是工程材料中刚 度好、硬度高的材料,其 硬度大多在 1500HV 以上。 陶瓷的抗压强度较高,但 抗拉强度较低,塑性和韧 性很差。 热性能 陶瓷材料一般具有高的熔点(大多在 2000℃以上),且在高温下具有好的化学稳定性;同时陶瓷的线 膨胀系数比金属低,当温度发生变化时,陶瓷具有良好的尺寸稳定性。 电性能 陶瓷散热片具有良好的电绝缘性,绝缘阻抗为 10 GΩ(吉欧) 化学性能 陶瓷材料在高温下不易氧化,因为在体材料的氧化过程中会在氧化界面形成 SiO2 层,从而阻止了氧 化的进行。 化学方程式:2SiC+3O2=2SiO2+2CO,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力。 碳化硅扰动喷嘴-清洗剂如何选择 1、碳化硅喷嘴清洗剂应不产生影响清洁过程及现场卫生的泡沫和异味。 2、清洗剂清洁污垢的速度要快要彻底。
3、碳化硅喷嘴清洗剂的清洁条件温文,尽量不依赖于附力口的强化条件,如对温度、压力、机械能 等不需要过高的请求。 4、对碳化硅喷嘴的清洁损伤应在限范围内,对金属也许形成的腐蚀有相应的按捺办法。 5、碳化硅喷嘴清洁所用药剂便宜易得,立足于国产化,清洁成本低,不形成过多的资本消耗。 碳化硅陶瓷-烧结方法 碳化硅喷嘴主要燃煤电厂 的脱硫除硝除尘,可以避 免电厂排出的烟气直接污 染大气环境。之所以选择 碳化硅喷嘴,主要是因为 其高强度、高硬度、抗腐 蚀、பைடு நூலகம்磨损、耐高温等优 良性能。 碳化硅喷嘴在恶劣环境下 长时间工作会产生污垢,而这种污垢很难清理,需要专业的清洗剂来清洗污垢。那么碳化硅喷嘴清洗 剂该选择哪种好?下面小编给大家介绍一下如何选择清理碳化硅喷嘴污垢的助剂。 1、首先,要确保清洗剂不仅要有反应、分散或溶解清除能力,要能够在有限的工期内完成快速彻底 的清理。 2、清洗剂对碳化硅喷嘴的损伤应在生产许可的限度内,对金属可能造成的腐蚀有相应的抑制措施。 3、所选清洗剂对生物与环境应无毒或低毒,所生成的废气,废液与废渣,应能够被处理到符合国家 相关法规的要求。 碳化硅扰动喷嘴-设计遵循原则 湿法烟气脱硫工艺中,碳化硅脱硫喷嘴的主要作用是脱硫,雾化碳化硅喷嘴是脱硫装置的关键部件, 浆液的雾化方式,碳化硅脱硫喷嘴在设计时就应遵循原则稳定运行产生的原则。

碳化硅陶瓷粉体的制备技术

碳化硅陶瓷粉体的制备技术

碳化硅陶瓷粉体的制备技术
碳化硅陶瓷粉体是一种高温、高强度、高硬度的陶瓷材料,广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

其制备技术主要包括原料选择、混合、成型、烧结等步骤。

选择高纯度的硅粉和碳粉作为原料,并进行粉末混合。

通过压力成型或注塑成型等方法将混合后的粉末成型成所需形状。

然后,进行热处理,将成型后的陶瓷粉体进行高温烧结,使其形成致密的陶瓷结构。

在制备过程中,需要注意原料的选择和混合比例,以及成型和烧结过程的控制,以保证制备出的碳化硅陶瓷粉体具有良好的性能和稳定性。

碳化硅陶瓷粉体的制备技术是一个复杂的过程,需要严格控制各个环节,以保证制备出的陶瓷粉体具有优异的性能和应用价值。

碳化硅陶瓷的制备技术

碳化硅陶瓷的制备技术

2、化合法: 在一定的温度下,使高
纯的硅与碳黑直接发生反应。由此可合 成高纯度的β-SiC粉末。
3、热分解法:使聚碳硅烷或三氯甲基
硅等有机硅聚合物在1200~1500℃的温 度范围内发生分解反应,由此制得亚微 米级的β-SiC粉末。
4、气相反相法: 使SiCl4和SiH4等含
硅的气体以及CH4、C3H8、等含碳的气 体在高温下发生反应,由此制备纳米级 的β-SiC超细粉。
有研究在2050℃和 SiC+1%B4C+ 3%C体 系热压保温45分钟工艺条件下,密度达到理论 致密度的98.75% 。由于热压工艺自身的缺点 而无法应用在商业化生产中,因此无压烧结成 了高性能碳化硅陶瓷工业化首选的制备方法。
3、碳化硅烧结反应工艺流程图
1、无压烧结
1974年美国GE公司通过在高纯度β -SiC细粉中同时加入少量的B和C,采 用无压烧结工艺,于2020℃成功地获得 高密度SiC陶瓷。目前,该工艺已成为制 备SiC陶瓷的主要方法。
3、SiC的烧结
由于碳化硅陶瓷的高性能和在工业领域中 的广泛应用,SiC的烧结一直是材料界研究的 热点,如何采用较简单的生产工艺在较低的温 度下制备得到高致密度的碳化硅陶瓷制品也是 研究者一直关心的课题;但由于碳化硅是一种 共价性极强的共价键化合物,所以 SiC 很难烧 结,必须借助烧结助剂或外部压力才可能在 2000℃以下实现致密化。
高温耐蚀部件:碳化硅陶瓷最重要的特 性之一是它的高温强度,即在1600oC时 强度基本不降低,且抗氧化性能非常好, 因而可在高温结构件中使用。如高温炉 的顶板、支架【】,以及高温实验用的卡 具等。
总结:
SiC陶瓷在许多工业领域中的应用显示了 优良的性能,因而引起了人们的普遍重视。在 无机非金属材料领域中SiC陶瓷是一个很大的 家族,其触角几乎伸遍了所有的工业领域。但 是由于SiC陶瓷的难烧结性,因而它的制作工 艺和生产都较昂贵,降低SiC陶瓷的烧成温度 和寻找新的廉价的生产工艺仍是材料工作者的 研究重点。同时挖掘和开发SiC陶瓷(粉末) 的所有优点造福于人类也是我们工作的重点 【】。SiC陶瓷有它广阔的发展和应用前景。

碳化硅陶瓷的烧结工艺及其原理

碳化硅陶瓷的烧结工艺及其原理

碳化硅陶瓷的烧结工艺及其原理《碳化硅陶瓷的烧结工艺及其原理》嘿,朋友们!今天咱们来聊一聊碳化硅陶瓷这个超级有趣的东西,特别是它的烧结工艺和原理哦。

首先呢,得知道碳化硅陶瓷可是个很厉害的角色。

它就像一个坚强的小战士,有着高硬度、耐高温、耐磨损等好多厉害的本领。

那这么厉害的碳化硅陶瓷是怎么通过烧结工艺制成的呢?咱们先来说说烧结工艺里的无压烧结。

想象一下,你在做一个超级简单的蛋糕(当然,这只是个比喻啦)。

你把各种原料混合好,放进烤箱里,没有给它施加额外的压力,就这么让它慢慢烤成蛋糕。

无压烧结碳化硅陶瓷就有点像这个过程。

把碳化硅粉末原料准备好,放进烧结炉里。

这个时候,温度就变得特别关键啦。

通常呢,要把温度升高到2000℃左右呢。

这可是相当高的温度哦,就像在一个超级热的沙漠里,热得让人受不了。

在这么高的温度下,碳化硅粉末颗粒之间就开始发生一些奇妙的变化。

它们开始互相靠近、融合,就像一群小伙伴手拉手一样。

不过这个过程也不是一帆风顺的,因为碳化硅本身比较难烧结,所以往往还得加一些烧结助剂,就像做蛋糕时加的发酵粉一样,可以让这个“蛋糕”更容易成型。

再来说说热压烧结。

这个就像是你在做一个需要压实的手工饼干。

你把原料放好后,不但要加热,还要施加一定的压力。

对于碳化硅陶瓷的热压烧结,一般会在高温下,比如1800 - 2100℃之间,同时施加30 - 50MPa的压力。

这么大的压力就像有一双大手,把碳化硅粉末紧紧地压在一起。

在高温和压力的双重作用下,碳化硅粉末之间的结合就更加紧密啦。

这就好比把松散的沙子,在高温下又用力压了一下,变成了结实的沙块。

这种热压烧结出来的碳化硅陶瓷,密度更高,性能也更好呢。

那这些烧结工艺背后的原理是什么呢?其实啊,在高温下,碳化硅粉末的原子开始活跃起来。

就像一群本来在睡觉的小蚂蚁,温度一高,都开始跑来跑去。

这些活跃的原子就有更多的机会和周围的原子相互作用,形成化学键。

在无压烧结时,主要是靠粉末表面的能量差来驱动这个过程。

碳化硅陶瓷及制备工艺

碳化硅陶瓷及制备工艺

碳化硅陶瓷性能及制造工艺碳化硅(SiC)陶瓷,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。

因此,已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手,日益受到人们的重视。

例如,SiC陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。

SiC陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。

SiC是共价键很强的化合物,SiC中Si-C键的离子性仅12%左右。

因此,SiC强度高、弹性模量大,具有优良的耐磨损性能。

纯SiC不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。

在空气中加热时易发生氧化,但氧化时表面形成的SiO2会抑制氧的进一步扩散,故氧化速率并不高。

在电性能方面,SiC具有半导体性,少量杂质的引入会表现出良好的导电性。

此外,SiC还有优良的导热性。

SiC具有α和β两种晶型。

β-SiC的晶体结构为立方晶系,Si和C分别组成面心立方晶格;α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。

在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。

在温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在。

当高于1600℃时,β-SiC缓慢转变成α-SiC的各种多型体。

4H-SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才易生成;对于6H-SiC,即使温度超过2200℃,也是非常稳定的。

SiC中各种多型体之间的自由能相差很小,因此,微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。

现就SiC陶瓷的生产工艺简述如下:一、SiC粉末的合成:SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用的SiC粉末都为人工合成。

目前,合成SiC粉末的主要方法有:1、Acheson法:这是工业上采用最多的合成方法,即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。

碳化硅陶瓷工艺流程

碳化硅陶瓷工艺流程

碳化硅陶瓷工艺流程碳化硅(SiC)陶瓷,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。

因此,已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手,日益受到人们的重视。

例如,SiC陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。

SiC陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。

SiC是共价键很强的化合物,SiC中Si-C 键的离子性仅12%左右。

因此,SiC强度高、弹性模量大,具有优良的耐磨损性能。

纯SiC不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。

在空气中加热时易发生氧化,但氧化时表面形成的SiO2会抑制氧的进一步扩散,故氧化速率并不高。

在电性能方面,SiC具有半导体性,少量杂质的引入会表现出良好的导电性。

此外,SiC还有优良的导热性。

SiC具有α和β两种晶型。

β-SiC的晶体结分别组成面心立方晶格;C和Si构为立方晶系,α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。

在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。

在温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在。

当高于1600℃时,β-SiC缓慢转变成α-SiC的各种多型体。

4H -SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H 多型体均需在2100℃以上的高温才易生成;对于6H-SiC,即使温度超过2200℃,也是非常稳定的。

SiC中各种多型体之间的自由能相差很小,因此,微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。

现就SiC陶瓷的生产工艺简述如下:一、SiC粉末的合成:SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用的SiC粉末都为人工合成。

目前,合成SiC粉末的主要方法有:法:Acheson、1.这是工业上采用最多的合成方法,即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。

碳化硅陶瓷的制备与应用分析

碳化硅陶瓷的制备与应用分析

碳化硅陶瓷的制备与应用分析关键信息项:1、碳化硅陶瓷的制备方法及流程原料选择:____________________________工艺参数:____________________________设备要求:____________________________2、碳化硅陶瓷的性能特点物理性能:____________________________化学性能:____________________________力学性能:____________________________3、碳化硅陶瓷的应用领域工业领域:____________________________电子领域:____________________________航空航天领域:____________________________4、质量检测标准外观检测标准:____________________________性能检测指标:____________________________5、成本分析原材料成本:____________________________生产加工成本:____________________________后期维护成本:____________________________11 碳化硅陶瓷的制备方法及流程111 原料选择碳化硅陶瓷的制备首先需要精心挑选原料。

常见的原料包括高纯度的碳化硅粉末,其粒度、纯度和晶型对最终陶瓷产品的性能有着重要影响。

此外,还可能需要添加一些助剂,如烧结助剂,以促进陶瓷在烧结过程中的致密化。

112 工艺参数工艺参数的控制在制备过程中至关重要。

其中,烧结温度、保温时间、压力等参数的合理设置直接关系到陶瓷的微观结构和性能。

一般来说,较高的烧结温度和适当的保温时间有助于获得高致密度的碳化硅陶瓷,但过高的温度可能导致晶粒过度生长,影响性能。

113 设备要求制备碳化硅陶瓷需要特定的设备,如高温烧结炉、球磨机、成型设备等。

碳化硅陶瓷的制备及应用

碳化硅陶瓷的制备及应用

碳化硅陶瓷的制备及应用碳化硅陶瓷是一种由碳和硅元素组成的陶瓷材料,具有高硬度、高耐温、高抗腐蚀性和高导热性等优异性能。

它广泛应用于多个领域,包括机械、电子、航空航天等。

碳化硅陶瓷的制备方法有多种,常见的包括热压烧结法和化学气相沉积法。

热压烧结法是将硅粉和碳粉混合后,在高压和高温条件下进行压制和烧结。

首先,在高温下将碳粉转化为石墨,然后通过烧结作用,使碳粉与硅粉结合成碳化硅陶瓷。

这种方法制备出的陶瓷密度高、尺寸稳定、性能均匀。

但是,这种方法的制备成本较高,生产周期较长。

化学气相沉积法是以硅氢化物和有机气体作为原料,通过热解分解反应生成碳化硅薄膜。

这种方法制备的碳化硅材料具有高纯度、均匀性好的特点,而且可以控制薄膜的厚度和形状。

这种方法的优点是成本较低,生产周期较短,适合大规模生产。

碳化硅陶瓷具有许多优异的性能,使其在各个领域都有广泛的应用。

在机械领域,碳化硅陶瓷常用于制造高速切削刀具、轴承和密封件等。

由于碳化硅陶瓷具有高硬度和高强度,能够承受高温和高速条件下的切削和磨损,因此适用于加工硬质材料,如陶瓷、合金和复合材料。

在电子领域,碳化硅陶瓷被广泛应用于半导体设备、电子元器件和电子封装等。

其高导热性能和优良的绝缘性能,使其成为散热材料和电子封装材料的重要选择。

此外,碳化硅陶瓷还可以用于制造硅片基座和高温电子组件。

在航空航天领域,碳化硅陶瓷具有耐高温、抗氧化和抗热冲击等特点,因此被广泛应用于航空航天器的热防护和结构材料。

其高硬度和抗腐蚀性能,使其适合制造高速飞行器的燃烧室和喷嘴。

另外,碳化硅陶瓷还常用于石油化工、化学工业和医疗器械等领域。

在石油化工领域,碳化硅陶瓷常用于制造泵体和阀门等耐腐蚀设备。

在化学工业中,碳化硅陶瓷可以作为催化剂载体和反应器材料。

在医疗器械方面,碳化硅陶瓷被用作人工关节和牙科材料,因为其生物相容性好、耐磨性强。

总之,碳化硅陶瓷具有多种优异的性能和广泛的应用领域。

随着技术的不断进步,碳化硅陶瓷将在更多领域展现其巨大的潜力。

碳化硅陶瓷性能及制造工艺

碳化硅陶瓷性能及制造工艺

碳化硅陶瓷性能及制造工艺部门: xxx时间: xxx制作人:xxx整理范文,仅供参考,可下载自行修改碳化硅陶瓷性能及制造工艺碳化硅<SiC)陶瓷,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.因此,已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手,日益受到人们地重视.例如,SiC陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等.SiC陶瓷地优异性能与其独特结构密切相关.SiC是共价键很强地化合物,SiC中Si-C键地离子性仅12%左右.因此,SiC强度高、弹性模量大,具有优良地耐磨损性能.纯SiC不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀.在空气中加热时易发生氧化,但氧化时表面形成地SiO2会抑制氧地进一步扩散,故氧化速率并不高.在电性能方面,SiC具有半导体性,少量杂质地引入会表现出良好地导电性.此外,SiC还有优良地导热性.SiC具有α和β两种晶型.β-SiC地晶体结构为立方晶系,Si和C分别组成面心立方晶格;α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体为工业应用上最为普遍地一种.在SiC地多种型体之间存在着一定地热稳定性关系.在温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在.当高于1600℃时,β-SiC缓慢转变成α-SiC地各种多型体.4H-SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H多型体均需在2100℃以上地高温才易生成;对于6H-SiC,即使温度超过2200℃,也是非常稳定地.SiC中各种多型体之间地自由能相差很小,因此,微量杂质地固溶也会引起多型体之间地热稳定关系变化.现就SiC陶瓷地生产工艺简述如下:一、SiC粉末地合成:SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用地SiC粉末都为人工合成.目前,合成SiC粉末地主要方法有:1、Acheson法:这是工业上采用最多地合成方法,即用电将石英砂和焦炭地混合物加热至2500℃左右高温反应制得.因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等杂质,在制成地SiC中都固溶有少量杂质.其中,杂质少地呈绿色,杂质多地呈黑色.2、化合法:在一定地温度下,使高纯地硅与碳黑直接发生反应.由此可合成高纯度地β-SiC粉末.3、热分解法:使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在1200~1500℃地温度范围内发生分解反应,由此制得亚微M级地β-SiC粉末.4、气相反相法:使SiCl4和SiH4等含硅地气体以及CH4、C3H8、C7H8和<Cl4等含碳地气体或使CH3SiCl3、<CH3)2SiCl2和Si<CH3)4等同时含有硅和碳地气体在高温下发生反应,由此制备纳M级地β-SiC超细粉.二、碳化硅陶瓷地烧结1、无压烧结1974年美国GE公司通过在高纯度β-SiC细粉中同时加入少量地B和C,采用无压烧结工艺,于2020℃成功地获得高密度SiC陶瓷.目前,该工艺已成为制备SiC陶瓷地主要方法.美国GE公司研究者认为:晶界能与表面能之比小于1.732是致密化地热力学条件,当同时添加B和C后,B固溶到SiC中,使晶界能降低,C把SiC粒子表面地SiO2还原除去,提高表面能,因此B和C地添加为SiC地致密化创造了热力学方面地有利条件.然而,日本研究人员却认为SiC地致密并不存在热力学方面地限制.还有学者认为,SiC地致密化机理可能是液相烧结,他们发现:在同时添加B和C地β-SiC烧结体中,有富B地液相存在于晶界处.关于无压烧结机理,目前尚无定论.以α-SiC为原料,同时添加B和C,也同样可实现SiC地致密烧结.研究表明:单独使用B和C作添加剂,无助于SiC陶瓷充分致密.只有同时添加B和C时,才能实现SiC陶瓷地高密度化.为了SiC地致密烧结,SiC粉料地比表面积应在10m2/g以上,且氧含量尽可能低.B地添加量在0.5%左右,C地添加量取决于SiC原料中氧含量高低,通常C地添加量与SiC粉料中地氧含量成正比. 最近,有研究者在亚微MSiC粉料中加入Al2O3和Y2O3,在1850℃~2000℃温度下实现SiC地致密烧结.由于烧结温度低而具有明显细化地微观结构,因而,其强度和韧性大大改善.2、热压烧结50年代中期,美国Norton公司就开始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金属添加物对SiC热压烧结地影响.实验表明:Al和Fe是促进SiC热压致密化地最有效地添加剂.有研究者以Al2O3为添加剂,通过热压烧结工艺,也实现了SiC地致密化,并认为其机理是液相烧结.此外,还有研究者分别以B4C、B或B与C,Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C与C作添加剂,采用热压烧结,也都获得了致密SiC陶瓷. 研究表明:烧结体地显微结构以及力学、热学等性能会因添加剂地种类不同而异.如:当采用B或B地化合物为添加剂,热压SiC地晶粒尺寸较小,但强度高.当选用Be作添加剂,热压SiC陶瓷具有较高地导热系数.3、热等静压烧结:近年来,为进一步提高SiC陶瓷地力学性能,研究人员进行了SiC陶瓷地热等静压工艺地研究工作.研究人员以B和C为添加剂,采用热等静压烧结工艺,在1900℃便获得高密度SiC烧结体.更进一步,通过该工艺,在2000℃和138MPa压力下,成功实现无添加剂SiC陶瓷地致密烧结.研究表明:当SiC粉末地粒径小于0.6μm时,即使不引入任何添加剂,通过热等静压烧结,在1950℃即可使其致密化.如选用比表面积为24m2/g地SiC超细粉,采用热等静压烧结工艺,在1850℃便可获得高致密度地无添加剂SiC陶瓷.另外,Al2O3是热等静压烧结SiC陶瓷地有效添加剂.而C地添加对SiC陶瓷地热等静压烧结致密化不起作用,过量地C甚至会抑制SiC陶瓷地烧结.4、反应烧结:SiC地反应烧结法最早在美国研究成功.反应烧结地工艺过程为:先将α-SiC粉和石墨粉按比例混匀,经干压、挤压或注浆等方法制成多孔坯体.在高温下与液态Si接触,坯体中地C与渗入地Si反应,生成β-SiC,并与α-SiC相结合,过量地Si填充于气孔,从而得到无孔致密地反应烧结体.反应烧结SiC通常含有8%地游离Si.因此,为保证渗Si地完全,素坯应具有足够地孔隙度.一般通过调整最初混合料中α-SiC和C地含量,α-SiC地粒度级配,C地形状和粒度以及成型压力等手段来获得适当地素坯密度. 实验表明,采用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结地SiC陶瓷具有各异地性能特点.如就烧结密度和抗弯强度来说,热压烧结和热等静压烧结SiC陶瓷相对较多,反应烧结SiC相对较低.另一方面,SiC陶瓷地力学性能还随烧结添加剂地不同而不同.无压烧结、热压烧结和反应烧结SiC陶瓷对强酸、强碱具有良好地抵抗力,但反应烧结SiC陶瓷对HF等超强酸地抗蚀性较差.就耐高温性能比较来看,当温度低于900℃时,几乎所有SiC陶瓷强度均有所提高;当温度超过1400℃时,反应烧结SiC陶瓷抗弯强度急剧下降.<这是由于烧结体中含有一定量地游离Si,当超过一定温度抗弯强度急剧下降所致)对于无压烧结和热等静压烧结地SiC陶瓷,其耐高温性能主要受添加剂种类地影响.总之,SiC陶瓷地性能因烧结方法不同而不同.一般说来,无压烧结SiC陶瓷地综合性能优于反应烧结地SiC陶瓷,但次于热压烧结和热等静压烧结地SiC陶瓷.。

碳化硅导电陶瓷制备

碳化硅导电陶瓷制备

碳化硅导电陶瓷制备
碳化硅(SiC)导电陶瓷是一种高性能的陶瓷材料,具有优异的导热性和机械性能。

以下是一般碳化硅导电陶瓷的制备过程:
1. 原材料准备:制备碳化硅陶瓷的第一步是准备原材料。

通常使用的原料包括硅粉(SiO2)和碳源(通常是石墨)。

这些原料通过粉碎和混合的过程得到均匀的混合物。

2. 混合和研磨:将硅粉和碳源混合,确保均匀分布。

混合物然后经过机械研磨,以确保颗粒的均匀分散,形成均匀的混合粉末。

3. 成型:将混合粉末放入模具中,通过压制或注射成型,形成所需形状的坯体。

成型压力和温度是关键参数,影响着成型体的密度和机械性能。

4. 干燥:成型后的坯体需要进行干燥,以去除水分和挥发性成分。

这一步通常在较低的温度下进行,以防止坯体裂开或发生变形。

5. 硬化:干燥后,将坯体进行硬化处理。

这通常包括高温烧结或热处理,将混合物中的硅和碳进行反应,形成碳化硅结构。

6. 烧结:硬化后的坯体需要进一步烧结,以提高材料的致密度和机械性能。

这通常在高温下进行,使碳化硅晶体得到进一步的生长和结晶。

7. 加工和整形:经过烧结后,陶瓷坯体可能需要进行加工和整形,以获得所需的尺寸和表面质量。

这可能包括磨削、切割、抛光等工艺。

8. 涂层和导电性处理:根据应用要求,碳化硅陶瓷表面可能需要进行涂层或导电性处理,以提高其导电性能。

以上步骤中的参数如温度、压力和处理时间等,都需要根据具体材料和制备工艺进行调整,以确保最终碳化硅导电陶瓷具有优异的性能。

碳化硅陶瓷制品排胶工艺

碳化硅陶瓷制品排胶工艺

碳化硅陶瓷制品排胶工艺
碳化硅陶瓷是一种高性能的陶瓷材料,具有高温抗氧化性能、优异的耐酸碱腐蚀性能、高强度和硬度等优点,在电子、航空航天、化工等领域得到广泛应用。

然而,在制作过程中,碳化硅陶瓷制品表面常常会残留胶水,影响产品的质量。

因此,碳化硅陶瓷制品的排胶工艺显得尤为重要。

碳化硅陶瓷制品排胶工艺分为以下几个步骤:
1. 清洗和分离材料
首先,将碳化硅陶瓷原材料进行清洗,去除表面的杂质和污染物。

随后,将材料进行分离,分别拿出制品和废品。

2. 蒸汽清洗
将制品放入蒸汽清洗器内进行清洗,蒸汽温度一般在100℃-120℃之间。

这一步主要是用来去除表面的油脂污垢和其他杂质物。

3. 硝酸浸泡
接下来,将制品置于硝酸溶液中进行浸泡,时间一般为15~20分钟,可以彻底去除表面残留的胶水。

然而,硝酸具有强腐蚀性,需要穿戴化学防护服和化学口罩,操作时严格遵循化学安全操作规程。

4. 水清洗
将浸泡过的制品用水冲洗干净,去除表面的残余浸泡液和杂质。

5. 烘干
将水洗干净的制品放入烘箱中,采用逐渐升温的方式进行烘干,以避免制品出现开裂的情况。

一般烘干温度应在100℃-120℃之间,时间为2~3小时。

6. 考验
将烘干后的制品进行检验,确保表面没有残留胶水。

检验不合格的制品需要重新处理,直至合格为止。

7. 包装和存储
将合格的制品进行包装和存储,以避免污染和物理损坏。

总之,制作高质量的碳化硅陶瓷制品是一项复杂的过程,其中排胶工艺尤为重要。

只有正确地实施排胶工艺,才能确保制品的质量,保证产品在应用中发挥出最佳性能。

碳化硅陶瓷砂轮制造工艺

碳化硅陶瓷砂轮制造工艺

碳化硅陶瓷砂轮制造工艺
碳化硅陶瓷砂轮是一种常见的研磨工具,其制造工艺可以分为
以下几个方面:
1. 原料准备,制造碳化硅陶瓷砂轮的原料通常是碳化硅粉末、
陶瓷粉末、粘结剂等。

这些原料需要经过精确的配比和筛分,以确
保砂轮的最终性能。

2. 混合与成型,将碳化硅粉末、陶瓷粉末和粘结剂按照一定的
比例混合均匀,然后通过成型机或压制机进行成型,通常采用冷、
热压或注射成型工艺。

3. 烧结,成型后的砂轮需要进行烧结,以使各种原料充分融合,形成致密的结构。

烧结的温度和时间需要严格控制,以确保砂轮的
硬度和耐磨性。

4. 精加工,烧结后的砂轮需要进行修整、修磨和打磨等精加工
工艺,以确保其表面光滑度和几何精度符合要求。

5. 检验与包装,最后,对制造好的碳化硅陶瓷砂轮进行质量检
验,包括外观质量、尺寸精度、硬度等指标的检测,合格后进行包装和存放。

总的来说,碳化硅陶瓷砂轮的制造工艺涉及原料准备、混合成型、烧结、精加工和检验包装等多个环节,每个环节都需要严格控制,以确保最终产品的质量和性能符合要求。

同时,制造工艺的不断改进和创新也是提高碳化硅陶瓷砂轮质量和效率的关键。

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碳化硅(SiC)陶瓷,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。

因此,已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手,日益受到人们的重视。

例如,SiC陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。

SiC陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。

SiC是共价键很强的化合物,SiC中Si-C键的离子性仅12%左右。

因此,SiC强度高、弹性模量大,具有优良的耐磨损性能。

纯SiC 不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。

在空气中加热时易发生氧化,但氧化时表面形成的SiO2会抑制氧的进一步扩散,故氧化速率并不高。

在电性能方面,SiC具有半导体性,少量杂质的引入会表现出良好的导电性。

此外,SiC还有优良的导热性。

SiC具有α和β两种晶型。

β-SiC的晶体结构为立方晶系,Si和C分别组成面心立方晶格;α-SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体,其中,6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。

在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。

在温度低于1600℃时,SiC以β-SiC形式存在。

当高于1600℃时,β-SiC缓慢转变成α-SiC的各种多型体。

4H-SiC在2000℃左右容易生成;15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才易生成;对于6H-SiC,即使温度超过2200℃,也是非常稳定的。

SiC中各种多型体之间的自由能相差很小,因此,微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。

现就SiC陶瓷的生产工艺简述如下:一、SiC粉末的合成:SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现,因此,工业上应用的SiC粉末都为人工合成。

目前,合成SiC粉末的主要方法有:1、Acheson法:这是工业上采用最多的合成方法,即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。

因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等杂质,在制成的SiC中都固溶有少量杂质。

其中,杂质少的呈绿色,杂质多的呈黑色。

2、化合法:在一定的温度下,使高纯的硅与碳黑直接发生反应。

由此可合成高纯度的β-SiC粉末。

3、热分解法:使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在1200~1500℃的温度范围内发生分解反应,由此制得亚微米级的β-SiC粉末。

4、气相反相法:使SiCl4和SiH4等含硅的气体以及CH4、C3H8、C7H8和(Cl4等含碳的气体或使CH3SiCl3、(CH3)2 SiCl2和Si(CH3)4等同时含有硅和碳的气体在高温下发生反应,由此制备纳米级的β-SiC超细粉。

二、碳化硅陶瓷的烧结1、无压烧结1974年美国GE公司通过在高纯度β-SiC细粉中同时加入少量的B和C,采用无压烧结工艺,于2020℃成功地获得高密度SiC陶瓷。

目前,该工艺已成为制备SiC陶瓷的主要方法。

美国GE公司研究者认为:晶界能与表面能之比小于1.732是致密化的热力学条件,当同时添加B和C后,B固溶到SiC中,使晶界能降低,C把SiC粒子表面的SiO2还原除去,提高表面能,因此B和C的添加为SiC的致密化创造了热力学方面的有利条件。

然而,日本研究人员却认为SiC的致密并不存在热力学方面的限制。

还有学者认为,SiC的致密化机理可能是液相烧结,他们发现:在同时添加B和C的β-SiC烧结体中,有富B的液相存在于晶界处。

关于无压烧结机理,目前尚无定论。

以α-SiC为原料,同时添加B和C,也同样可实现SiC的致密烧结。

研究表明:单独使用B和C作添加剂,无助于SiC陶瓷充分致密。

只有同时添加B和C 时,才能实现SiC陶瓷的高密度化。

为了SiC的致密烧结,SiC粉料的比表面积应在10m2/g以上,且氧含量尽可能低。

B的添加量在0.5%左右,C的添加量取决于SiC原料中氧含量高低,通常C的添加量与SiC粉料中的氧含量成正比。

最近,有研究者在亚微米SiC粉料中加入Al2O3和Y2O3,在1850℃~2000℃温度下实现SiC的致密烧结。

由于烧结温度低而具有明显细化的微观结构,因而,其强度和韧性大大改善。

2、热压烧结50年代中期,美国Norton公司就开始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金属添加物对SiC热压烧结的影响。

实验表明:Al和Fe是促进SiC热压致密化的最有效的添加剂。

有研究者以Al2O3为添加剂,通过热压烧结工艺,也实现了SiC的致密化,并认为其机理是液相烧结。

此外,还有研究者分别以B4C、B或B与C,Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C与C作添加剂,采用热压烧结,也都获得了致密SiC陶瓷。

研究表明:烧结体的显微结构以及力学、热学等性能会因添加剂的种类不同而异。

如:当采用B或B的化合物为添加剂,热压SiC的晶粒尺寸较小,但强度高。

当选用Be作添加剂,热压SiC陶瓷具有较高的导热系数。

3、热等静压烧结:近年来,为进一步提高SiC陶瓷的力学性能,研究人员进行了SiC陶瓷的热等静压工艺的研究工作。

研究人员以B和C为添加剂,采用热等静压烧结工艺,在1900℃便获得高密度SiC烧结体。

更进一步,通过该工艺,在2000℃和138MPa压力下,成功实现无添加剂SiC陶瓷的致密烧结。

研究表明:当SiC粉末的粒径小于0.6μm时,即使不引入任何添加剂,通过热等静压烧结,在1950℃即可使其致密化。

如选用比表面积为24m2/g的SiC超细粉,采用热等静压烧结工艺,在1850℃便可获得高致密度的无添加剂SiC陶瓷。

另外,Al2O3是热等静压烧结SiC陶瓷的有效添加剂。

而C的添加对SiC陶瓷的热等静压烧结致密化不起作用,过量的C甚至会抑制SiC陶瓷的烧结。

4、反应烧结:SiC的反应烧结法最早在美国研究成功。

反应烧结的工艺过程为:先将α-SiC粉和石墨粉按比例混匀,经干压、挤压或注浆等方法制成多孔坯体。

在高温下与液态Si接触,坯体中的C与渗入的Si反应,生成β-SiC,并与α-SiC相结合,过量的Si填充于气孔,从而得到无孔致密的反应烧结体。

反应烧结SiC通常含有8%的游离Si。

因此,为保证渗Si 的完全,素坯应具有足够的孔隙度。

一般通过调整最初混合料中α-SiC和C的含量,α-SiC的粒度级配,C的形状和粒度以及成型压力等手段来获得适当的素坯密度。

实验表明,采用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结的SiC陶瓷具有各异的性能特点。

如就烧结密度和抗弯强度来说,热压烧结和热等静压烧结SiC陶瓷相对较多,反应烧结SiC相对较低。

另一方面,SiC陶瓷的力学性能还随烧结添加剂的不同而不同。

无压烧结、热压烧结和反应烧结SiC陶瓷对强酸、强碱具有良好的抵抗力,但反应烧结SiC 陶瓷对HF等超强酸的抗蚀性较差。

就耐高温性能比较来看,当温度低于900℃时,几乎所有SiC陶瓷强度均有所提高;当温度超过1400℃时,反应烧结SiC陶瓷抗弯强度急剧下降。

(这是由于烧结体中含有一定量的游离Si,当超过一定温度抗弯强度急剧下降所致)对于无压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷,其耐高温性能主要受添加剂种类的影响。

总之,SiC陶瓷的性能因烧结方法不同而不同。

一般说来,无压烧结SiC陶瓷的综合性能优于反应烧结的SiC陶瓷,但次于热压烧结和热等静压烧结的SiC 陶瓷。

氧化铝的用途陶瓷原料主要来自岩石,而岩石大体都是由硅和铝构成的。

陶瓷也是用这类岩石作原料,经过人工加热使之坚固,很类似火成岩的生成。

因此从化学上来说,陶瓷的成分与岩石的成分没有什么大的区别。

如果是硅和铝所构成的陶瓷,其主要原料有以下几种:1、石英——化学成分是纯粹的二氧化硅(SiO2),又名硅石。

这种矿物即使碎成细粉也无粘性,可用来弥补陶瓷原料过粘的缺点。

在780℃以上时便不稳定而变成鳞石英,在1730℃时开始熔融。

2、长石——是以二氧化硅及氧化铝为主,又夹杂钠、钾、钙等的化合物。

因其所含分量多寡不同,又有许多种类。

一般有将含长石较多的岩石叫作长石的,也有以它的产地来命名的。

现在把长石中具有代表性的几种和它们的成分列于表1。

其中前三种是纯粹的理论成分,后一类则含有岩石中所有的不纯物质。

钠长石与钙长石以各种比例互相熔解,变成多种多样的长石。

这些总称为“斜长石”,它的性质依其中所含钠长石与钙长石的比例而定。

还有一种和正长石(钾长石)为同样成分而形状稍有变异的,至今也多误传为正长石,其实这种应该叫做“微斜长石”。

3、瓷土(又名“高岭土”)——瓷土(H4Al2Si2O9)是陶瓷的主要原料。

它是以产于世界第一窑厂的中国景德镇附近的高岭而得名的。

后来由“高岭”的中国音演变为“Kaolin”,而成为国际性的名词。

纯粹的瓷土是一种白色或灰白色,有丝绢般光泽的软质矿物。

瓷土是由云母和长石变质,其中的钠、钾、钙、铁等流失,加上水变化而成的,这种作用叫作“瓷土化”或“高岭土化”。

至于瓷土化究竟因何而起,在学术界中虽然还没有定论,但大略可以认为是长石类由于温泉或含有碳酸气的水以及沼地植物腐化时所生的气体起作用变质而成的。

一般瓷土多产于温泉附近或石灰层周围,可能就是这个原因。

瓷土的熔点约在1780℃左右,实际上因为多少含有不纯物质,所以它的熔点略为降低。

纯粹的瓷土(高岭土)存量不多,而且所谓纯粹的瓷土,也没有黏土那样强的粘度。

一般所说的瓷土如果放在显微镜下面来观察,大部分带有白色丝绢状的光泽,银光闪闪,是非常小的结晶,这就是所谓纯粹的瓷土。

此外,还含有未变质的长石、石英、铁矿及其他作为瓷土来源的岩石的碎片。

纯粹瓷土的成分是:SiO2 46.51%,Al2O3 39.54%,H2O 13.95%, 熔度为1780℃。

陶瓷中最高级的是瓷器。

作瓷器用的岩石究竟以哪样最好?由于瓷器必须是白色。

因而就不得不极力避免含有使陶瓷着色的铁分。

含铁少而以氧化硅及氧化铝为主要成分的岩石有:花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩、石英粗面岩以及由这类岩石分崩而成的水成岩等。

这里所说的花岗石乃至石英粗面岩(即在火成岩中也算是含有氧化硅及氧化铝特别多而铁分子少的),都是以石英、长石为主,并含有若干云母及富于铁分(氧化铁)的黑绿或黑褐色的矿物。

假若仔细观察这些岩石,便可看到许多像玻璃一般透明的颗粒和像瓷器一样鲜艳的白色或淡红色的颗粒。

前者是石英、后者是长石。

这四种岩石的化学成分虽然相同,但因为长石与石英等颗粒的大小不同,因而形成了不同的岩石。

花岗岩全体是由比较大的颗粒(直径1~7毫米)构成的。

石英粗面岩是在看不见颗粒的致密素地中有石英及长石的小粒存在。

花岗斑岩及石英斑岩则介乎此二者之间,是在致密的素地内含有大粒的石英。

这类岩石构造上的差异,主要在于由熔融的岩浆到冷固的时间长短,其中花岗岩最长,石英粗面岩最短,而花岗斑岩与石英斑岩则是在介乎两者间的时间内冷固的。

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