无压烧结碳化硅技术开发
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
ｍｉｒｐ ｒ ｓ ｓｌ ｏ ａｂｄ ｅ ａ ｃ ｒ ｒｐ ｒ ｄ ｂ ｒ ｓ ｕｅｅ ｓ ｓｎｅ ｉｇ ｃｏ ｏｏｕ ｉ ｎ ｃ ｒｉｅ ｃ ｒ ｍｉｓ ｗｅｅ ｐｅ ａ ｅ ｙ ｐ ｅ ｓ ｒ ｌｓ ｉｔｒ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｔ ｆＣａ ２ ｏ ｈ ｉ ｃ ｎ ｅ ｆ ｃｓ ｏ ＣＩ ｎ ｔｅ ｓｎｅ ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｉｓ ｉｔ ｒ ｒ ｐ ｒｅ ，ｍｉｒｓｒ ｃｕｅ ａ ｄ ｆｉｔ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓ ｏ Ｃ ｅ ａ ｃ ｓ ｅ ｉ ｎ ｒ ｔｄｅ ．Ｔ ｅ ｎ ｔ ｃｏ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｒ ｉ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｆＳｉ ｃ ｒ ｍｉ ｐ ｃｍｅ ｓ ｗｅｅ ｓｕ ｉｄ ｈ ｃｏ ｆ
氢氟酸 无压烧结碳化硅-概述说明以及解释
氢氟酸无压烧结碳化硅-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分旨在介绍本文将要探讨的主题，即氢氟酸和无压烧结碳化硅。
本部分将为读者提供一个整体的了解和背景，以便更好地理解接下来的内容。
氢氟酸是一种强酸，由氢和氟两种元素组成。
它具有强烈的腐蚀性和腐蚀性，常温下呈无色液体状。
氢氟酸在许多领域都有广泛的应用，包括化学工业、制药、半导体制造等。
而无压烧结碳化硅是由碳和硅两种元素组成的一种陶瓷材料。
它具有很高的硬度、耐磨性和耐高温性能。
由于这些优良的性质，无压烧结碳化硅被广泛应用于高温结构材料、摩擦材料、磨料等领域。
本文的目的是探讨氢氟酸在无压烧结碳化硅制备过程中的作用和影响。
具体而言，我们将研究氢氟酸对无压烧结碳化硅性能的影响、氢氟酸的添加方法及控制条件，并举例介绍氢氟酸在无压烧结碳化硅制备中的应用案例。
通过对氢氟酸和无压烧结碳化硅的深入研究，我们希望可以更好地了解这两种物质的性质和应用，为无压烧结碳化硅制备工艺的优化提供一定的指导意义。
同时，我们也将展望氢氟酸与无压烧结碳化硅在未来的发展潜力，以期为相关领域的研究和应用提供一些新的思路和方向。
接下来的章节将对氢氟酸的性质与应用、无压烧结碳化硅的制备方法以及氢氟酸在无压烧结碳化硅制备中的作用进行详细的阐述。
最后，我们将总结无压烧结碳化硅的制备方法与性能、归纳氢氟酸在无压烧结碳化硅制备中的作用，并展望氢氟酸与无压烧结碳化硅的未来发展。
1.2文章结构文章1.2 文章结构本文共分为三个部分组成。
首先，在引言部分我们将对氢氟酸和无压烧结碳化硅进行简要概述，并介绍本篇文章的结构和目的。
其次，在正文部分我们将详细探讨氢氟酸的性质与应用，包括其化学性质、物理性质和应用领域。
然后，我们将介绍无压烧结碳化硅的制备方法，包括原料和制备工艺，并探讨其性能与应用。
最后，我们将重点研究氢氟酸在无压烧结碳化硅制备中的作用，包括对无压烧结碳化硅的影响、添加方法与控制条件以及应用案例。
碳化硅的结构性质和用途
碳化硅的结构性质和用途【摘要】SiC陶瓷材料因其具有良好的耐磨、耐冲刷、耐腐蚀等优异的特性,被广泛应用机械、化工等行业。
本文采用双向加压的压制成型方法,通过无压烧结,成功的研制了在高耐磨、耐冲刷环境下所使用的喷砂机用喷砂嘴。
【关键字】引言结构与晶型碳化硅（SiC）俗称金刚砂，又称碳硅石是一种典型的共价键结合的化合物，自然界几乎不存在。
碳化硅晶格的基本结构单元是相互穿插的SiC4和CSi4四面体。
四面体共边形成平面层，并以顶点与下一叠层四面体相连形成三维结构。
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。
常见的SiC多形体列于下表：SiC常见多型体及相应的原子排列性能碳化硅（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。
制备与烧结碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。
碳化硅陶瓷的烧结方法有：无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、反应烧结。
采用采用不同的烧结方法，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。
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。
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. All Rights Reserved.传递的过程，致密化过程缩减。
国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展
国内外碳化硅陶瓷材料研究与应用进展一、本文概述碳化硅陶瓷材料，作为一种高性能的无机非金属材料，因其出色的物理和化学性能，如高强度、高硬度、高热稳定性、良好的化学稳定性以及低热膨胀系数等，在航空航天、汽车、能源、电子等多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面综述国内外碳化硅陶瓷材料的研究现状、发展趋势和应用领域，以期为相关领域的科研人员和技术人员提供有价值的参考。
本文首先回顾了碳化硅陶瓷材料的发展历程，并分析了其独特的物理和化学性质，以及这些性质如何使其在众多领域中脱颖而出。
随后，文章重点介绍了国内外在碳化硅陶瓷材料制备工艺、性能优化、结构设计等方面的研究进展，包括新型制备技术的开发、复合材料的制备与应用、纳米碳化硅陶瓷的研究等。
文章还讨论了碳化硅陶瓷材料在航空航天、汽车、能源、电子等领域的应用现状及未来发展趋势。
通过本文的综述，我们期望能够为碳化硅陶瓷材料的研究与应用提供更为清晰和全面的视角，推动该领域的技术进步和创新发展。
我们也期待通过分享国内外的研究经验和成果，为国内外科研人员和技术人员搭建一个交流与合作的平台，共同推动碳化硅陶瓷材料的发展和应用。
二、碳化硅陶瓷材料的制备技术碳化硅陶瓷材料的制备技术是决定其性能和应用领域的关键因素。
经过多年的研究和发展，目前碳化硅陶瓷的主要制备技术包括反应烧结法、无压烧结法、热压烧结法、气相沉积法等。
反应烧结法：反应烧结法是一种通过碳和硅粉在高温下反应生成碳化硅的方法。
这种方法工艺简单，成本较低，但制备的碳化硅陶瓷材料致密度和性能相对较低，主要用于制备大尺寸、低成本的碳化硅制品。
无压烧结法：无压烧结法是在常压下，通过高温使碳化硅粉末颗粒之间发生固相反应，实现烧结致密化。
这种方法制备的碳化硅陶瓷材料具有较高的致密度和优良的力学性能，但烧结温度较高，时间较长。
热压烧结法：热压烧结法是在加压和高温条件下，使碳化硅粉末颗粒之间发生固相反应，实现快速烧结致密化。
这种方法制备的碳化硅陶瓷材料具有极高的致密度和优异的力学性能，但设备成本高，生产效率较低。
无压烧结SiC-AlN复相陶瓷导热和介电性能的研究
无压烧结SiC-AlN复相陶瓷导热和介电性能的研究王玉春;杨群;潘勃【摘要】SiC-AlN composites with 10% (mass fraction) BaO-SiO2-Y2O3 additives were fabricated by pressureless sintering in a nitrogen atmosphere. The effects of SiC content and sintering temperature on the sinterability, microstructure, thermal conductivity and high-frequency dielectric properties were characterized. In addition to 6H-SiC and AlN, the samples also contain Y3Al5O12 and Y4Al2O9. The apparent porosity of sample with the mass fraction of 50%SiC sintered at 1850 ℃ for 1 h is lower than 0.3%. With the increasing of SiC content , the apparent porosity is increased significantly. Thermal conductivity, dielectric constant and dielectric loss increase with the raising of sintering temperature. SiC-AlN ceramics sinter ed with 50% (mass fraction) SiC at 1900 ℃ exhibite the best thermal diffusivity and thermal conductivity, respectively 26.3 mm2·s–1 and 61.5 W·m–1·K–1. The relative dielectric constant and dielectric loss of the sample sintered with 50% mass fraction SiC a t 1850 ℃ are 33-37 and 0.4-0.5 at 12.4-18 GHz. The dielectric constant and dielectric loss of the samples decrease as the frequency of electromagnetic waves rise from 12.4 GHz to 18 GHz.%添加10%(质量分数)BaO-SiO2-Y2O3烧结助剂在氮气氛下无压烧结制备SiC-AlN复相陶瓷.研究了SiC含量、烧结温度对复相陶瓷烧结性能、显微结构、热导率和高频介电性能的影响.结果表明:样品中主晶相为6H-SiC 和AlN,次晶相为Y3Al5O12和Y4Al2O9;当SiC质量分数为50%时,1850℃烧结1 h,显气孔率低于0.3%;而SiC含量继续增加,显气孔率显著上升.热导率、介电常数和介电损耗都随着烧结温度的升高而升高.当SiC质量分数为50%时,1900℃下复相材料呈现最好的热扩散系数和热导率,分别为26.3 mm2·s–1和61.5 W·m–1·K–1;1850℃下获得的SiC-AlN复相陶瓷在12.4~18 GHz频率范围内获相对介电常数和介电损耗分别为33~37和0.4~0.5,该频段内随频率升高,介电常数和介电损耗下降.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2017(036)005【总页数】6页(P6-11)【关键词】SiC-AlN;无压烧结;BaO-SiO2-Y2O3烧结助剂;氮气氛;热导率;介电性能【作者】王玉春;杨群;潘勃【作者单位】南京三乐电子信息产业集团有限公司,江苏南京 210032;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京 210009【正文语种】中文【中图分类】TN28SiC具有优异的力学、热学和高温抗氧化性能，广泛应用于高温结构材料、半导体材料和微波电子衰减材料等领域[1-7]。
碳化硅烧结
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。
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。
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。
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。
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（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。
一种无压烧结挤出碳化硅陶瓷工艺
一种无压烧结挤出碳化硅陶瓷工艺
无压烧结挤出碳化硅陶瓷工艺是一种制备高性能陶瓷材料的新型工艺方法，该工艺方法采用无压烧结技术和挤压成型技术相结合，制备出具有高强度、高硬度、高耐磨性和高耐腐蚀性能的陶瓷材料。
无压烧结技术是指在无氧气环境下进行烧结，通过高温下的化学反应来使粉末颗粒结合在一起，从而形成致密的陶瓷材料。
与传统烧结工艺不同的是，无压烧结技术可以在较低的温度下完成烧结过程，从而避免了烧结过程中的收缩和烧结气孔的产生，提高了材料的致密度和均匀性。
挤压成型技术是指将粉末状的陶瓷材料置于挤压机中，在高压下通过模具进行挤压成型。
与传统成型工艺相比，挤压成型技术的优点是可以制备出具有更高密度和更好的机械性能的陶瓷材料。
在无压烧结挤出碳化硅陶瓷工艺中，采用的主要原材料是碳化硅粉末和有机增塑剂，通过混合、压制和挤出等工艺步骤，制备出具有高硬度、高强度和高耐磨性能的陶瓷材料。
该工艺方法的主要优点是可以制备出具有更高性能的陶瓷材料，同时具有生产成本低、工艺简单以及环保等优点。
与传统制备方法相比，无压烧结挤出碳化硅陶瓷工艺具有更广阔的应用前景和市场潜力。
无压烧结挤出碳化硅陶瓷工艺是一种新型的陶瓷材料制备方法，具有更高的性能和更广阔的应用前景。
随着技术的不断发展和创新，相信该工艺方法将会得到更广泛的应用和推广。
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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（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。
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，部分产品已进入我国。
我国在无压烧结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我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。
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，目前国内无压烧结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目前主要采用重量大、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2000mm、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材料是明确列入我国《装备制造业技术进步和技术改造投资方向（2010）》报告中的高技术产品，该材料对促进我国相关工业领域的技术进步具有重要作用。
本项目的大/特异型先进SiC材料制备技术难度高、市场适用面广，市场潜力大。
2.社会经济效益分析项目实施成功后，工业化产品可立该进入我国的铝加工业，减少对国外产品的依赖，项目的实施具有显著的社会效益。
在铝加工业，节能效果突出的加热管浸入金属铝熔体的嵌入式内加热技术是铝液加热的主流技术之一，已在世界范围内推广应用。