碳化硅废料重结晶的研究进展

时间：2016-11-30 作者：91再生 来源：91再生网

　　碳化硅废料重结晶也称作再结晶碳化硅，它以高纯超细碳化硅为原料，碳化硅在2400℃高温及一定压力的气氛保护下，发生蒸发-凝聚再结晶作用，在颗粒接触处发生颗粒共生形成的烧结体。其基本不收缩，但具有一定数量孔隙。

 

　　应用学科

 

　　材料科学技术（一级学科），无机非金属材料（二级学科），陶瓷（三级学科），先进陶瓷（四级学科）

 

　　碳化硅材料的分类

 

　　SiC质制品因制备方式、应用领域及形态等而多种多样。SiC陶瓷作为其中的一种，是陶瓷领域的一种高性能材料，尤其偏向于高强度、高硬度以及耐高温性能等，按其烧结方式可分为：反应烧结碳化硅（RBSiC）、无压固相烧结碳化娃（SSiC）、液相烧结碳化娃（LSiC）、热压烧结碳化娃（HPSiC）和再结品碳化硅（RSiC）等。

 

　　碳化硅材料的比较

 

　　RBSiC和RSiC是最早出现的，但代表着SiC制品的最低和最高制备温度的极限。前者具有较高的致密度，但存在较高的残留硅，导致高温性能不佳后者因存在较高的孔隙率而强度较低，而因其较高的纯度以及没有晶界杂质相而具有较高的高温强度，常用于高温结构材料随后出现HPSiC、SSiC以及LSiC，这些又随着研究的深入而使材料性能和工艺性能不断提高。如热压烧结从不加助剂，发展到出现ABC系等热压烧结助剂，降低了热压温度，且可通过后期热处理进行显微结构的设计得到高强或者高韧性材料；无压烧结从开始的C+B（B4C）体系助剂发展到AI4C3-B4C-C等液相烧结助剂也从AI2O3；AI2O3-Y2O3；AI2O3-Y2O3-CaO，AI2O3-Y2O3系发展到AI2O3-其他稀土系（La2O3、LU2O3、Gd203,、SC2O3和Sm203）、AIN-稀土氧化物体系助剂，烧结温逐步降低，助剂高温挥发性问题也逐步得到改善，力学性能和结构设计也逐渐提高和改进。这些SiC材料具有不同的结构和组成，因此可在不同的应用领域选择合适碳化硅制品。

 

　　碳化硅废料重结晶的制备

 

　　RSiC是以Acheson法合成的SiC粉体为原料，将粗细SiC粉体原料成型后在高温下利用SiC细粉的蒸发并凝聚在粗颗粒形成的颈部使其具有一定强度的高纯SiC制品，其在烧结过程中没有任何收缩，因此具有较高的孔隙率。

 

 

　　RSiC作为SiC陶瓷制品的一种，是在上世纪50年代开始成功制备的，主要为了利用其独特的高温力学性能，用于耐高温器具，直到70年代开始大规模应用。在这一段时期主要就其烧结机制、提高其性能和实现产业化进行了研究。因注浆法可以获得更高的致密度以致得到更高的力学性能和使用寿命，最初主要采用的压制法逐渐被日益成熟的注浆成型法取代，并随着注浆技术的进步，如压力注浆、离心注浆方式及新的模具材料的出现，使注浆法在RSiC法成型中占据更为重要的作用。RSiC也随着新的需求而从原来的高温具发展到在结构和功能众多领域的应用。

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