碳化硅陶瓷将有广阔的发展和应用前景

时间：2017-01-19 作者：91再生 来源：91再生网

　　碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨性等优异的机械性能以及耐化学腐蚀等，已广泛应用于各个工业领域以及航空航天领域。进入新世纪之后，碳化硅材料因其优良的性能而得到越来越广泛的应用，当然不同制备工艺制得的产品性能有一定的差别。目前，碳化硅废料制粉技术日趋完善，固相法原料便宜、质量稳定、易实现工业化生产，液相法可制得纯度高的纳米级微粉；气相法所得粉末纯度高，颗粒团聚少，组分易于控制，但成本高、产量低，不易实现大批量生产。

 

　　目前制备高固、低粘浆料和亚微米级的碳化硅高质量粉体仍是关键问题。碳化硅成型和烧结虽有有多种方法，但由于碳化硅陶瓷的难烧结性，因而它的制作工艺复杂和生产成本较昂贵。所以目前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重点。与此同时，挖掘和开发碳化硅陶瓷（碳化硅废料）的所有满足工业和工程应用领域的性能也是相关科研工作者的重要任务。下面来看一下，几种最为普遍的工艺，其优点和缺点。

 

　　1、反应烧结法具有烧结温度低的优点，但烧结过程中会不可避免地在坯体中留有部分残余硅，因而使材料的服役温度下降。

 

　　2、液相法可制得纯度高的纳米级微粉，碳化硅废料的复合化也容易实现；而且液相烧结可以制备出不含残余硅的碳化硅陶瓷，但由于碳化硅的强共价键性，必须在坯体中加入氧化铝等作为烧结助剂形成液相才能使碳化硅坯体致密化。

 

　　3、热压烧结、热等静压烧结和火花等离子体烧结碳化硅性能较高，其密度和强度通常要高于无压烧结，但在烧结过程也都需要加入添加剂促进坯体的烧结致密化且生产成本高，不适于制备异型件。

 

　　4、高温物理气相传输法可以制得高纯度和高致密度的碳化硅陶瓷，但其晶粒尺寸较大，从而影响了产品的力学性能。

 

　　5、合成法中固相法原料便宜、质量稳定、易实现工业化生产是它的主要优点，目前仍然是一种占主要地位的生产方法，其中用Acheson法制备的碳化硅年产量在百万吨以上，国内每年的产量近30万吨。

 

　　6、气相法所得粉末纯度高，颗粒团聚少，组分易于控制，但成本高、产量低，不易实现大批量生产。

 

　　综上所述，碳化硅陶瓷在许多工业领域中的应用显示了其优良的性能，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。但是由于碳化硅陶瓷的难烧结性，因而它的制作工艺复杂和生产成本较昂贵。由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重点，同时挖掘和开发碳化硅废料的所有优点造福于人类是相关科研单位的科研人员其首要的任务。

 

　　今后研究重点主要是通过改进各种制备工艺以降低生产成本，提高产品的致密度和减小晶粒的尺寸，以及通过第二相增强以提高产品的力学性能等，从而实现大规模的工业化生产，满足工业和工程应用领域对相关材料日益苛刻的性能要求。另外，碳化硅陶瓷因其具有优良的高温强度、耐磨耐腐蚀性能以及抗热震性而得到越来越广泛的应用。碳化硅陶瓷在材料领域发挥着越来越重要的作用。因此，迫切需要在碳化硅材料方面进行进一步的研究，以便在不断提高其优良性能的同时，降低生产成本，简化生产工艺，推动碳化硅陶瓷产品的产业化。

 

　　目前，中国碳化硅废料制粉行业产业整合基本完成，经过长达5年之久的萧条后，小企业已经没有存活的空间。很多家庭作坊式的企业已经彻底关闭。目前，能够在市场中继续生存的企业，都是进入行业较早，资金积累比较丰富的碳化硅废料加工企业或者技术性企业。我们相信碳化硅陶瓷将有广阔的发展和应用前景。