碳化硅陶瓷。ppt
碳化硅陶瓷。ppt
超细SiC纳米微粉的合成及意义
合成法：
用自制的树脂热裂解碳做碳源，用纳米级 SiO2微粉做硅源，在微波炉内合成。原料配比： 按反应式使C过量10%，以减少产品中的含氧量。 准确称取纳米级SiO2和树脂热裂解，以无水乙醇 为介质球磨24h之后烘干压制成型，在氮气下在 微波炉中进行烧结，烧结温度在1300到1500摄 氏度，时间10到20分钟
热压烧结能降低烧结温度,得到较致密 和抗弯强度高的SiC陶瓷,但是热压工艺效率 低,很难制造形状复杂的SiC 部件。
热等静压烧结能获得形状复杂且力学 性能较好的致密SiC 制品,但是因HIP 烧结必 须对素坯进行包封,目前难以实现工业化生 产。
反应烧结生产工艺成熟, 产品性能稳定, 生产的反应烧结碳化硅密度大于3.02g/cm3 目前此类产品国内需求量大,市场前景良好。
碳化硅(SiC)陶瓷具有优良的高温力 学性能, 抗氧化性强、耐磨损性好、热 稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、
硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优 良性能,SiC陶瓷的缺点是脆性较大。 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。
领域
使用环境
热压烧 结
3.21
3.2
640 650 450 4.8 130 45
热等静 压烧结
3.21
3.8
640 610 450 4.7 220 50
反应烧 结
3.05
3.0
380 300 350 4.5 140 50
常压烧结被认为是SiC烧结最有前途的 烧结方法,通过常压烧结工艺可以制备出大 尺寸和复杂形状的SiC陶瓷制品。
碳化硅（ＳｉＣ）最初的用途是作为磨
具、磨料和耐火材料，后发展到作为加热 元件——硅碳电阻棒的原料使用。直到２ ０世纪中叶，特别是７０年代以后，Ｓｉ Ｃ独特的性能才被人们逐渐认识。因为它 具有耐高温、耐磨耗、耐腐蚀及高的热传 导率等特点，被开发的用途越来越多，应 用面越来越广，作为一种新型的精细陶瓷 材料，受到了人们极大的关注。
碳化硅烧结陶瓷
应用
1、耐火材料的应用 - 烧嘴，窑辊管。 2、易损部件 - 密封环等。
*** *** *** ***
生产厂家
序号
生产厂家
1
中国科学院上海硅酸盐研究所
2
浙江奉化机械密封件厂
3
山东潍坊华美精细技术陶瓷有限公司
4
山东金德新材料有限公司
5
潍坊丰华英泰特种陶瓷有限公司
6
潍坊致达特种陶瓷有限公司
*** *** *** ***
生产工艺
目前用于复杂形状陶瓷制品的成型工艺主要有注浆成型、冷静压成型、注射成 型、热压铸成型和凝胶注模成型等。 凝胶注模成型方法与其它成型工艺相比具有以下显著特点： (1)可以用于各种陶瓷材料，成型各种复杂形状和尺寸的陶瓷零件。 (2)浆料的凝固定型时间较短且可控。 (3)所用模具为无孔模具，一般要求耐碱。 (5)这是一种近净尺寸成型技术。 (6)所用陶瓷料为高固相(体积分数不小于50％)、低粘度(小于1Pa.s)。 (7)与传统的干法成形技术相比，降低了大气孔的数量，并改善气孔的分布， 提高坯体的均匀性，从而有利于烧结致密化和强度的提高。
*** *** *** ***
性能
项目 Item
SiC含量Content of SiC SiO2含量Content of SiO2 Fe2O3含量Content of Fe2O3 C含量Content of C 密度 Density 显气孔率 Apparent Porosity 常温耐压强度Pressure-resisting strength 常温抗折强度Bending Strength
使用温度Operating Temperature 热膨胀率Coefficient of Thermal Expansion 导热系数 Thermal Conductivity
《SiC碳化硅》课件
废弃物资源化利用
对生产过程中的废弃物进行资源 化利用，降低对环境的影响。
THANKS
感谢观看
光学性质
总结词
碳化硅具有优异的光学性能，可用于制造光学器件和激光器等。
详细描述
碳化硅是一种宽带隙半导体材料，具有优异的光学性能，能够吸收紫外线和蓝光等短波长光，并可在 高温下保持稳定的光学性能。因此，碳化硅在光学器件、激光器和LED等领域有广泛应用。
03
Sic碳化硅的应用
磨料和磨具
碳化硅作为磨料和磨具有着广泛的应 用，由于其硬度高、耐磨性好，常用 于磨削、研磨和抛光各种硬质材料。
详细描述
碳化硅具有很高的熔点和化学稳定性，能够在高达2800°C的高温下保持稳定， 同时对酸、碱和盐等化学物质具有很好的抗腐蚀性。
电绝缘性
总结词
碳化硅是一种优秀的电绝缘材料 ，适用于电子和电力行业。
详细描述
碳化硅在常温下的电绝缘性能非 常好，其电阻率极高，因此被广 泛应用于电子和电力行业的绝缘 材料。
切削性能。
在切割工具领域，碳化硅可以用 于制造锯条、切割片、切割刀等 ，用于切割各种硬质材料，如石
材、玻璃、陶瓷等。
在刀具领域，碳化硅可以用于制 造铣刀、钻头、车刀等，用于切 削金属材料，提高加工效率和刀
具寿命。
耐火材料和坩埚
碳化硅具有优良的高温性能，可以作为耐火材料和坩埚材料用于高温炉和熔炼设备 中。
详细描述
Sic碳化硅是由碳元素和硅元素组成的化合物，其晶体结构中，每个碳原子与四个硅原子形成共价键，形成了一种 坚固的、类似于金刚石的晶体结构。由于其独特的晶体结构和化学键合状态，Sic碳化硅展现出许多优异的物理和 化学性质。
发现与历史
总结词
陶瓷材料PPT课件
现在，又开发了一种可更换式主轴 系统， 具有一 机两用 的功效 ，用户 根据不 同的加 工对象 选择使 用，即 电主轴 和镗杆 可相互 更换使 用。这 种结构 兼顾了 两种结 构的不 足，还 大大降 低了成 本。是 当今卧 式镗铣 床的一 大创举 。电主 轴的优 点在于 高速切 削和快 速进给 ，大大 提高了 机床的 精度和 效率。
部分稳定氧化锆组织
部分稳定氧化锆的导热率 低，绝热性好；热膨胀系 数大，接近于发动机中使 用的金属，抗弯强度与断 裂韧性高，除在常温下使 用外，已成为绝热柴油机 的主要侯选材料，如发动 机汽缸内衬、推杆、活塞 帽、阀座、凸轮、轴承等。
部分稳定氧化锆制品
氧化锆制品
增 韧 氧 化 锆 导 轮 芯 轴
工艺特点
第二节 常用工业陶瓷
一、普通陶瓷
普通陶瓷是用粘土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、长石 (K2O·Al2O3·6SiO2，Na2O·Al2O3·6SiO2)和石英(SiO2) 为原料，经成型、烧结而成的陶瓷。
其组织中主晶相为莫来石(3Al2O3·2SiO2)，占 25~30%，玻璃相占35~60%，气相占1~3%。
高速铣削给落地式铣镗床带来了结构 上的变 化，主 轴箱居 中的结 构较为 普遍， 其刚性 高，适 合高速 运行。 滑枕驱 动结构 采用线 性导轨 ，直线 电机驱 动，这 种结构 是高速 切削所 必需的 ，国外 厂家在 落地式 铣镗床 上都已 采用， 国内同 类产品 还不
多见，仅在中小规格机床上采用线性 导轨。 高速加 工还对 环境、 安全提 出了更 高的要 求，这 又产生 了宜人 化生产 的概念 ，各厂 家都非 常重视 机床高 速运行 状态下 ，对人 的安全 保护与 可操作 性，将 操作台 、立柱 实行全 封闭式 结构， 既安全 又美观 。
《陶瓷的连接》PPT课件
第五章 陶瓷材料的连接
主要内容
➢陶瓷材料的性能特点 ➢陶瓷连接的要求和存在的问题 ➢陶瓷材料的焊接性问题 ➢陶瓷材料的连接方法
1. 陶瓷材料概论
1.1 陶瓷概念
陶瓷的英文名为Ceramic，起源于希腊语Keramos(意为 陶器)
陶瓷是指以各种金属的氧化物、氮化物、碳化物、硅化 物为原料，经适当配料、成型和高温烧结等人工合成的无机 非金属材料。
➢ 应用： 可用做内燃机气缸内衬、活塞顶等 耐磨、耐腐蚀器件 模具 高温发热体材料，在空气中最高发热温度可达2200℃ 燃料电池材料等
3.1.3其他氧化物陶瓷 氧化镁陶瓷 氧化铍陶瓷
3.2 非氧化物陶瓷
非氧化物陶瓷与氧化物陶瓷的区别： ➢ 人工制备的 ➢ 烧结需在保护气氛中进行 ➢ 难熔、难烧结
氮化硅陶瓷
3.5~5
(4)高温强度高、蠕变抗力高 作为耐高温材料，已在工程中获得广泛应用
3.1 氧化物陶瓷
3.几种常用的结构陶瓷
氧化物陶瓷是指包含氧元素的陶瓷，包括由金属与 非金属元素的化合物构成的非均匀固体物质。主要由离 子键结合，也有一定成分的共价键。
最重要的氧化物陶瓷是几种简单类型的氧化物： AO，AO2，A2O3，ABO3和AB2O4等结构类型(A、B表 示阳离子)。
主要选择的中间层 ➢ 单一金属：Cu、Ni、Nb、Ti、W、Mo、铜镍合
金、合金钢 ➢ 两种不同的金属作为复合中间层，例如：Ni作为
塑性金属，W作为低线胀系数材料
中间层材料的预置方式： ➢ 金属铂片 ➢ 金属粉末：真空蒸发、离子溅射、化学气相沉积、
喷涂、电镀
中间层的影响：
➢ 中间层厚度增大，残余应力降低
表3-3 几种氧化物陶瓷的化学组成
碳化硅陶瓷的性能与应用
碳化硅陶瓷的性能与应用李 缨1 黄凤萍2 梁振海1(1咸阳陶瓷研究设计院 陕西咸阳 712000) (2陕西科技大学化工学院 西安 710021)摘 要 详细的介绍了碳化硅原料的生产,碳化硅陶瓷的抗氧化、耐酸碱等化学性能,微观结构、色泽、热膨胀和导热系数、硬度、韧性等物理性能。
并阐述了3种常用碳化硅陶瓷的致密化技术以及碳化硅在耐火材料、军事、航空航天、钢铁、电气和电工等工业部门的应用以及优越的性能和未来的应用前景。
关键词 碳化硅 陶瓷 性能 应用 碳化硅是一种人造材料,只是在人工合成碳化硅之后,才证实陨石中及地壳上偶然存在碳化硅,碳化硅的分子式为SiC,分子量为40.07,质量百分组成为70. 045的硅与29.955的碳,碳化硅的密度为3.16～3.2g 。
由于碳化硅陶瓷具有诸多优异的性能,近年来被广泛应用于航空航天、机械工业、电子等各个领域,市场前景广阔,因此,研究其性能与应用具有十分重要的意义。
1 碳化硅粉体的制备碳化硅粉体的制备方法较多,有最古老的阿奇逊合成法(Acheson),也有近十几年发展起来的激光法和有机前驱体法,以下介绍的是典型的Acheson碳化硅合成方法[1]。
该方法是采用碳热还原过程将SiO2与C反应生成SiC,反应式如下:SiO2+3C SiC+2C O二氧化硅原料的可选用熔融石英砂或破碎过的石英岩,碳可用石墨、石油焦或无灰无烟煤制取,加入NaCl和木屑作为添加剂,一般在2000～2400℃的电弧炉中反应合成。
整个反应炉由可移动的耐火砖组成,长10～20m,宽与高3～4m,可容纳400t石墨电极,放在两端,通电后产生高温。
由于反应过程中整个电弧炉很大,温度场的分布不均匀,中心温度远高于炉壁温度,因此造成在碳化硅的合成炉生成带中产物的不均匀,并常有不纯物质,核芯部位的产物是纯的绿色碳化硅,向外杂质较多,一般杂质为铁、铝、碳等,因此颜色呈黑色。
此方法生产的SiC再经分拣与粉碎后分级成不同粒径的颗粒。
《SiC碳化硅》课件
市场认知度提升
2
产成本相对较高。
需要加强行业宣传和市场教育，提高
碳化硅的知名度和应用广度。
3
技术创新和升级
持续研发新的制备方法和材料改性技 术，提高碳化硅材料的性能。
结论和总结
SiC碳化硅作为一种重要的新兴材料，具有广泛的应用前景。在克服挑战和持续发展的同时，碳化硅将 在多个领域发挥重要作用。
通过烧结、热压或立体堆积工艺将碳化硅粉末制备成材料。
SiC碳化硅的市场前景
能源领域
应用于新能源设备和高效电力转化系统，具有广阔的市场前景。
汽车领域
随着电动汽车市场的发展，对碳化硅的需求将显著增加。
工业应用
在高温、高频、高功率领域应用广泛，市场潜力巨大。
SiC碳化硅的挑战与发展趋势
1
材料制备难度
碳化硅的制备技术和设备要求高，生
汽车工业
用于制造电动车辆的电池管 理系统和充电设备，提高动 力电加热元 件等，提高加热效果和工作 寿命。
SiC碳化硅的制备方法
1
碳化硅晶体生长
通过物理气相沉积或溶液溶胶法实现碳化硅晶体的制备。
2
碳化硅粉末制备
通过高温反应或石墨化学气相沉积法制备碳化硅粉末。
3
碳化硅材料成型
《SiC碳化硅》PPT课件
这份《SiC碳化硅》PPT课件演示文稿将详细介绍碳化硅的特性、应用、制备 方法以及市场前景等方面的知识，帮助您更好地了解这一领域的发展。
简介
碳化硅是一种新型功能性材料，具有优异的热传导性、高温稳定性以及良好 的耐腐蚀性，被广泛应用于高温工况和特殊环境中。
SiC碳化硅的特性
1 高温稳定性
2 高硬度
具备出色的耐高温性能，适用于高温工况 下的应用。
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。
SiC碳化硅PPT课件
性质与应用
✓ 热导率高
• 磨料和切割工具
✓ 饱和电子迁移率高
✓ 抗电压击穿能力强
✓ 热膨胀系数也非常低 （4.0×10-6/K）
• 汽车刹车片、离合器和防弹 背心
• 结构材料
✓ β-碳化硅拥有很高的比表面积 ✓ 6H-SiC和4H-SiC最大的差异
• 光学镜面材料
在于4H-SiC的电子迁移率是 6H-SiC的两倍，这是因为4H-
目录
• 1.SiC的结构 • 2.SiC的性质与应用 • 3.SiC的制备技术 • 4.SiC当前的研究情况
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结构
(α)
• 碳化硅存在着约250种结晶形态。由于碳化硅拥有一系列相 似晶体结构的同质多型体使得碳化硅具有同质多晶的特点。
• 地球上的碳化硅（莫桑石）非常稀有但在宇宙空间中却相当
• 邢素丽等采用溶胶-凝胶法，亿正硅酸乙酯和酚醛树脂为原料， 在草酸的催化作用下，制备均相SiC先驱体，并烧结为陶瓷材料。
• 在一维SiC纳米材料方面的研究现在已有SiC纳米棒、SiC纳米 线、SiC纳米管、SiC纳米线花、SiC纳米Y字结、SiC同轴纳米 电缆等。
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谢谢您的观看！
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常见。宇宙中的碳化硅通常是碳星周围的宇宙尘埃中的常见
成分。在宇宙和陨石中发现的碳化硅几乎无一例外都是β相
晶形的。
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结构
• α-碳化硅(α-SiC)是这些 多型体中最为常见的，它 是在大于1700°C的温度 下形成的，具有类似纤锌 矿的六方晶体结构。
• 具有类似钻石的闪锌矿晶 体结构的β-碳化硅(βSiC)则是在低于1700°C
• 高温、高压半导体
碳化硅陶瓷光固化增材制造工艺
碳化硅陶瓷光固化增材制造工艺的意义
制造工艺创新
碳化硅陶瓷光固化增材制造工艺 结合了碳化硅陶瓷的优异性能和 光固化增材制造的优势，为制造 高性能碳化硅陶瓷制品提供了新
途径。
提高生产效率
采用光固化增材制造工艺，可以 大幅度提高碳化硅陶瓷的生产效 率，降低成本，满足大规模生产
的需求。
拓展应用领域
通过光固化增材制造工艺，可以 制造出更加复杂结构和优异性能 的碳化硅陶瓷制品，进一步拓展 其在航空航天、能源、环保等领
复杂结构件
高端装备制造领域往往涉及复杂结构和精密零部件的制造。光固化增材制造工艺 能够适应各种复杂结构的设计需求，实现高精度、高效率的制造，推动高端装备 制造的创新发展。
发展前景
随着科技的不断进步和创新，碳化硅陶瓷光固化 增材制造工艺将在未来展现更广阔的应用前景
智能化制造：引入人工智能、大数据等技术，实 现碳化硅陶瓷光固化增材制
采用有效的清洗方法，将 打印完成后产品表面的残 留物清洗干净。
固化技术
通过高温或者紫外线等方 法，进一步固化产品，提 高其机械性能。
烧结技术
在高温环境下进行烧结处 理，使得产品最终具备碳 化硅陶瓷的特性。
04
碳化硅陶瓷光固化增材制 造工艺的应用及前景
在航空航天领域的应用
高温结构部件
碳化硅陶瓷具有优异的高温力学性能和抗氧化性能，可用于 制造航空航天领域的高温结构部件，如发动机燃烧室、涡轮 叶片等。光固化增材制造工艺能够实现复杂结构的快速制造 ，提高部件的设计自由度和生产效率。
碳化硅陶瓷是一种具有优异力学 性能、热学性能和化学稳定性的 高性能陶瓷材料。
广泛应用
因其出色的性能，碳化硅陶瓷在 航空航天、能源、环保等领域具 有广泛的应用前景。
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。
由于材料工作者的不断努力，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。
特种瓷主要运用到那些方面？特种瓷包括各种材料制作的瓷制品，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瓷。
1 氧化锆材料生产的特种瓷氧化锆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，特种瓷会应用得更加广泛，因为新型材料的不断出现，制作的特种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。
1 碳化硅密封环碳化硅密封环主要运用到机械密封件上，动静环配套使用，外加上固定的配件就组成了机械密封件。
碳化硅基本特性及碳化硅陶瓷烧结工艺
碳化硅基本特性及碳化硅陶瓷烧结工艺2015 月 01 月 26 日 发布 分类：粉体应用技术 点击量：1116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、热稳定性佳 、热膨 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。
现代国防、核能和空间技术以及汽车工业、海洋工程的迅速发展, 对火箭燃烧室内衬、飞 机涡轮发动机叶片、核反应堆结构部件、高速气动轴承和机械密封零件等材料的要求愈来愈 高, 迫切需要开发各种新型高性能结构材料。
SiC 陶瓷在石油化学工业中已被广泛地用作各种 耐腐蚀用容器及管道在机械工业中已被成功地用作各种轴承、 切削刀具和机械密封部件在航天 和汽车工业中也被认为是未来制造燃气轮机、火箭喷嘴和发动机部件的最有希望的候选材料。
1、碳化硅的基本特性化学属性抗化合性： 碳化硅材料在氧气中反应温度达到 1300℃时， 在其碳化硅晶体表层已经生成 二氧化硅保护层。
随着保护层的加厚，抵制了里面碳化硅继续被化合，这使碳化硅有较好的抗 化合性。
当气温达到 1900K(1627℃)以上时，二氧化硅保护膜已经被破坏，碳化硅化合效应 加重，从而 1900K 是碳化硅在氧化剂氛围下的最高工作气温。
耐酸碱性：在耐酸、碱及化合物的效用方面，因为二氧化硅保护膜的效用，碳化硅的抗 酸能力非常非常强，抗碱性稍差。
物理性能密度：各样碳化硅晶形的颗粒密度十分相近，通常情况下，应该是 3.20 g/mm³ ，其碳 化硅磨料的堆砌密度在 1.2--1.6 g/mm³ 之间，其高矮取决于其粒度号、粒度合成和颗粒形 状的大小。
硬度： 碳化硅的硬度为：莫氏 9.5 级。
单晶硅的硬度为：莫氏 7 级。
多晶硅的硬度为： 莫氏 7 级。
都是硬度相对较高的物料。
碳化硅陶瓷的性能和生产
碳化硅陶瓷的性能和⽣产⾃从美国⼈阿奇逊在1891年偶然发现sic材料以来，sic已成为⼈们⼴为利⽤的⾮氧化物陶瓷材料。
因其具有很⼤的硬度、耐热性、耐氧化性、耐腐蚀性，它已被确认为⼀种磨料、耐⽕材料、电热元件、⿊⾊有⾊⾦属冶炼等⽤的原料。
现在⼜被应⽤在机械⼯程中的结构件和化学⼯程中的密封件等。
并已被世⼈证明这种材料⽤在包括腐蚀、磨蚀和⾼温以及航天等极端条件下是⾮常成功的。
1、碳化硅的晶体结构 sic是以共介健为主的共价化合物，由于碳与硅两元素在形成sic晶体时，sic原⼦中s→p电⼦的迁移导致能量稳定的sp3杂化排列，从⽽形成具有⾦刚⽯结构的sic。
因此它的基本单元是四⾯体。
所有sic均由sic四⾯体堆积⽽成，所不同的只是平⾏结合或反平⾏结合。
sic有75种变体，如α -sic、β -sic、3c-sic、4h-sic、15r-sic等，所有这些结构可分为⽴⽅晶系、六⽅晶系和菱形晶系。
其中α -sic、β -sic最为常见。
α -sic是⾼温稳定型，β -sic是低温稳定型。
β -sic在2100~2400℃可转变为α -sic，β -sic可在1450℃左右温度下由简单的硅和碳混合物制得。
利⽤透射电⼦显微镜和x-射线衍射技术可对sic显微体进⾏多型体分析和定量测定。
2、碳化硅的⽣产2.1 碳化硅粉料的制备2.1.1 sio2-c还原法⼯业上按下列反应式⽤⾼纯度⽯英砂和焦炭或⽯油焦在电阻炉内⽣产sic：这是个吸热反应，需使⽤⼤量电能。
实际上反应远⽐上述反应式复杂的多，有些中间反应还有⽓相参加。
⽤此法制得的sic含量⼀般为96%左右。
颜⾊有绿⾊和⿊⾊，sic含量愈⾼颜⾊愈浅，⾼纯为⽆⾊。
2.1.2 ⽓凝sio2的碳还原法在粒度18~22纳⽶的sio2中加⼊30~35纳⽶的天然⽓碳⿊在1400~1500℃温度下通氩⽓保护，反应即可获得纯sic。
反应中加⼊微量sic粉可抑制sic晶体的长⼤。
2.1.3 ⽓相合成法在⽓相硅的卤化物中加⼊碳氢化合物（⽓体）并通⼈⼀定量的氢⽓，在1200～1800℃的⾼温作⽤下可以制取⾼纯sic．在这个反应中，碳氢化合物是作为碳的载体，氢⽓是⽤来还原，同时氢⽓还可以抑制在sic⽣成过程中游离硅和碳的沉积。
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耐酸碱高温氧化 密封轴承泵部件 发动机部件 碱性腐蚀 大功率、高温 高温研磨 研削 高温气体 含硼高温水 加工工程 设备部件 反射屏 喷嘴 内衬泵部件 热电偶护套、热交换器 密封轴套 拉丝磨具
碳化硅陶瓷在许多工业领域中的应用中 显示了其优良的性能, 因而引起了人们的重 视。在无机非金属材料领域碳化硅陶瓷是 一个很大的家族, 其触角几乎伸遍了所有的 工业领域。但是碳化硅陶瓷的难烧结性和 它的制作工艺复杂和生产成本较昂贵。因 此降低碳化硅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的 重点, 同时挖掘和开发碳化硅陶瓷(粉末)
无压烧 结 3.12 3.2 410 410 410 4.7 110 45
热压烧 结 3.21 3.2 640 650 450 4.8 130 45
热等静 压烧结 3.21 3.8 640 610 450 4.7 220 50
反应烧 结 3.05 3.0 380 300 350 4.5 140 50
超细SiC纳米微粉的合成及意义
合成法： 用自制的树脂热裂解碳做碳源，用纳米级 SiO2微粉做硅源，在微波炉内合成。原料配比： 按反应式使C过量10%，以减少产品中的含氧量。 准确称取纳米级SiO2和树脂热裂解，以无水乙醇 为介质球磨24h之后烘干压制成型，在氮气下在 微波炉中进行烧结，烧结温度在1300到1500摄 氏度，时间10到20分钟 意义： 陶瓷粉颗粒越小烧结出的陶瓷强度越高，可能 出出现一些独特性能，还能作为大颗粒的添加剂 提高体系的致密度驱动力。
碳化硅(SiC)陶瓷具有优良的高温力 学性能, 抗氧化性强、耐磨损性好、热 稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、 硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优 良性能,SiC陶瓷的缺点是脆性较大。 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。
领
域
使用环境 高温高压耐磨 高温燃烧
弹性模量 ( GPa ） 热膨胀系数 (10 - 6/ K) 热导率 ( W/ m · K) 20℃ 1000 ℃
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
常压烧结被认为是SiC烧结最有前途的 烧结方法,通过常压烧结工艺可以制备出大 尺寸和复杂形状的SiC陶瓷制品。 热压烧结能降低烧结温度,得到较致密 和抗弯强度高的SiC陶瓷,但是热压工艺效率 低,很难制造形状复杂的SiC 部件。 热等静压烧结能获得形状复杂且力学 性能较好的致密SiC 制品,但是因HIP 烧结必 须对素坯进行包封,目前难以实现工业化生 产。 反应烧结生产工艺成熟, 产品性能稳定, 生产的反应烧结碳化硅密度大于3.02g/cm3 目前此类产品国内需求量大,市场前景良好。
SiC
它是共价化合物，有金刚石的结构， SiC没有熔点、大气压下(2800~2880)摄 氏度分解纯碳化硅是无色透明的，由于含 有游离碳、铁、硅等杂质而呈浅绿或黑色。 它有优良的抗氧化性能，在1550摄氏度的 高温下仍有较好的抗氧化性能，但是在 （800~1140）摄氏度时氧化膜比较疏松， 起不到保护作用。纯SiC是绝缘体，但用杂 质时电阻率大幅下降。它有较高的热导率， 能做热交换器。
目录
简述 发展简史 主要成分 制备方法 特点及用途 结语
随着科学技术的发展,尤其能源,现代国防, 空间技术以及汽车工业、海洋工程的迅速发 展,对材料的要求越来越高。这些领域不仅要 求工程材料具备良好的机械性能,而且要求其 具有良好的物理性能。而碳化硅陶瓷正是以 优异的高温力学性能以及优良的耐化学腐蚀 性能得到了越来越广泛的应用
SiC是在陨石中发现的,在自然 界中几乎不存在,因此,工业上应用 的 SiC 粉末都是热工合成的。 碳 化硅工业生产的主要方法是用石英 砂（二氧化硅）加焦炭(C)直接通 电还原(在电阻炉中),温度通常为 1900℃以上,此时所发生的化学反 应为 : SiO2 + 3C = SiC + 2CO
烧结 方法 积体密度 (g/ cm3 ） 断裂韧性( MPa ·m1/ 2) 抗弯强度 ( MPa) 1400℃ 20℃
用途 喷嘴轴承密封阀片 密封材料基片 热交交换器高温管道
主要优点 耐磨耗热 高导热、高绝缘 耐磨损气密性 耐热冲击的摩擦 耐磨、耐腐蚀 高刚性、高稳定性 耐磨 耐磨 耐热、耐腐蚀 耐放射性 耐磨、耐腐蚀
石油工业 汽车工业 化工工业 航天工业 造纸业 激光 喷砂器 矿业 热处理 原子能 其他
微电子工业 大功率散热
碳化硅（ＳｉＣ）最初的用途是作为磨 具、磨料和耐火材料，后发展到作为加热 元件——硅碳电阻棒的原料使用。直到２ ０世纪中叶，特别是７０年代以后，Ｓｉ Ｃ独特的性能才被人们逐渐认识。因为它 具有耐高温、耐磨耗、耐腐蚀及高的热传 导率等特点，被开发的用途越来越多，应 用面越来越广，作为一种新型的精细陶瓷 材料，受到了人们极大的关注。