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碳化硅耐磨陶瓷材料
来源:www.polymercom.com 发布时间:2019年11月30日

碳化硅陶瓷为高温下强度较高的陶瓷材料,是以碳化硅为主要成分的陶瓷材料。碳化硅是典型的共价键化合物,单位晶胞由相同的硅碳四面体构成,硅原子处于中心,周围是碳。主要有两种晶型:α型,高温型,六方结构;β型,低温型,立方结构。纯碳化硅几乎不存在,常常需要人工合成。碳化硅粉料的合成方法主要有:①碳热还原法,SiO2+3C→SiC+2CO↑;②高频等离子体或激光进行硅烷的热分解法;③ 使用金属有机化合物的溶胶-凝胶法等。


碳化硅耐磨陶瓷材料


碳化硅陶瓷的制备方法主要有常压烧结、热压烧结、反应烧结、高温等静压烧结。用化学气相沉积(CVD)法可制备碳化硅陶瓷薄膜。提高碳化硅陶瓷的烧结致密度,可加入适当量的 B、C、B4C、Al2O3、AlN、BeO和Al 等作为烧结助剂。碳化硅是共价键很强的化合物,在常压下很难使其全部致密化,只能得到接近理论密度95%的碳化硅陶瓷。热压烧结和高温等静压烧结可制备高致密碳化硅陶瓷,烧结温度在1950~2100℃,制品性能好,难以制造形状复杂的制品,且成本高。反应烧结由α-SiC和石墨粉末按比例混合压成坯体,加热使之与熔融的液态Si或气相Si反应,生成 β-SiC。烧结温度较低 (1400~1600℃),可制造形状复杂的制品,缺点是坯体中残留8%~20%的游离硅,限制其高温力学性能及在强酸强碱中的应用。SiC陶瓷不仅具有室温强度高、耐腐蚀、耐磨和低摩擦系数,而且具有较高的高温强度和抗蠕变性能,使用温度可达1600℃,是目前已知的陶瓷材料中抗高温氧化、强度较好的材料。缺点是脆性大,断裂韧性较低。采用纤维、晶须和颗粒可增韧补强SiC陶瓷,明显提高SiC陶瓷的韧性和强度。可广泛用于石油、化工、汽车、航空航天、电子、原子能等领域,用作耐高温、耐磨损、耐腐蚀、密封、电子封装等材料。

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