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1、 目目 录录n n简述n n发展简史n n主要成分n n制备方法n n特点及用途n n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 碳化硅（）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。直到世纪中叶，特别是年代以后，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
2、一种新型的精细陶瓷材料，受到了人们极大的关注。 它是共价化合物，有金刚石的结构，SiC没有熔点、大气压下(28002880)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（8001140）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。SiC超细SiC纳米微粉的合成及意义l l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
3、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l l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。 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表1：SiC陶瓷的烧结方法及物理性能烧结烧结方法方
4、法无压烧无压烧结结热压烧热压烧结结热等静热等静压烧结压烧结反应烧反应烧结结积体密度积体密度 (g/ cm3 (g/ cm3 ）3.123.123.213.213.213.213.053.05断裂韧性断裂韧性( MPa m1/ 2) ( MPa m1/ 2) 3.23.23.23.23.83.83.03.0抗弯强度抗弯强度 ( MPa) 20 ( MPa) 20 1400 1400 410410640640640640380380410410650650610610300300弹性模量弹性模量 ( GPa ( GPa ）410410450450450450350350热膨胀系数热膨胀系数 (10
5、 - 6/ K) (10 - 6/ K) 4.74.74.84.84.74.74.54.5热导率热导率 ( W/ m ( W/ m K) 20K) 201000 1000 1101101301302202201401404545454550505050目前制备高温 SiC陶瓷的方法主要有无压烧结 、热压烧结 、热等静压烧结 、反应烧结等 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
6、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。领域领域领域领域使用环境使用环境使用环境使用环境用途用途用途用途主要优点主要优点主要优点主要优点石油工业石油工业
7、石油工业石油工业高温高压耐磨高温高压耐磨高温高压耐磨高温高压耐磨喷嘴轴承密封阀片喷嘴轴承密封阀片喷嘴轴承密封阀片喷嘴轴承密封阀片耐磨耗热耐磨耗热耐磨耗热耐磨耗热微电子工业微电子工业微电子工业微电子工业大功率散热大功率散热大功率散热大功率散热密封材料基片密封材料基片密封材料基片密封材料基片高导热、高绝缘高导热、高绝缘高导热、高绝缘高导热、高绝缘汽车工业汽车工业汽车工业汽车工业高温燃烧高温燃烧高温燃烧高温燃烧热交交换器高温管道热交交换器高温管道热交交换器高温管道热交交换器高温管道化工工业化工工业化工工业化工工业耐酸碱高温氧化耐酸碱高温氧化耐酸碱高温氧化耐酸碱高温氧化密封轴承泵部件密封轴承泵部件密封
8、轴承泵部件密封轴承泵部件耐磨损气密性耐磨损气密性耐磨损气密性耐磨损气密性航天工业航天工业航天工业航天工业发动机部件发动机部件发动机部件发动机部件耐热冲击的摩擦耐热冲击的摩擦耐热冲击的摩擦耐热冲击的摩擦 造纸业造纸业造纸业造纸业碱性腐蚀碱性腐蚀碱性腐蚀碱性腐蚀设备部件设备部件设备部件设备部件耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀激光激光激光激光大功率、高温大功率、高温大功率、高温大功率、高温反射屏反射屏反射屏反射屏高刚性、高稳定性高刚性、高稳定性高刚性、高稳定性高刚性、高稳定性喷砂器喷砂器喷砂器喷砂器高温研磨高温研磨高温研磨高温研磨喷嘴喷嘴喷嘴喷嘴耐磨耐磨耐磨耐磨矿业矿业矿业矿业研削研
9、削研削研削内衬泵部件内衬泵部件内衬泵部件内衬泵部件耐磨耐磨耐磨耐磨热处理热处理热处理热处理高温气体高温气体高温气体高温气体热电偶护套、热交换器热电偶护套、热交换器热电偶护套、热交换器热电偶护套、热交换器耐热、耐腐蚀耐热、耐腐蚀耐热、耐腐蚀耐热、耐腐蚀原子能原子能原子能原子能含硼高温水含硼高温水含硼高温水含硼高温水密封轴套密封轴套密封轴套密封轴套耐放射性耐放射性耐放射性耐放射性其他其他其他其他加工工程加工工程加工工程加工工程拉丝磨具拉丝磨具拉丝磨具拉丝磨具耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀表2：碳化硅陶瓷的应用领域 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)
