碳化硅陶瓷具有溫度強(qiáng)度高、耐高溫氧化、耐磨性好、熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率高、硬度高、耐熱沖擊性、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良性能。已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械化、環(huán)保、航天技術(shù)、信息電子、能源等領(lǐng)域，已成為許多工業(yè)領(lǐng)域性能優(yōu)異的不可替代的結(jié)構(gòu)陶瓷。

　　無(wú)壓燒結(jié)

　　無(wú)壓燒結(jié)被認(rèn)為是最有希望的SiC燒結(jié)燒結(jié)方法。根據(jù)不同的燒結(jié)機(jī)理，無(wú)壓燒結(jié)可分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。通過(guò)在超細(xì)β-SiC粉末中同時(shí)添加適量的添加劑(氧含量小于2%)，在2020℃下燒結(jié)至密度高于98%的SiC燒結(jié)體。使用Al2O3和Y2O3作為添加劑，在1850-1950℃燒結(jié)0.5μmβ-SiC(顆粒表面含有少量SiO2)。所得SiC陶瓷的相對(duì)密度大于理論密度的95%，并且晶粒尺寸小且平均尺寸。它是1.5微米。

　　熱壓燒結(jié)

，純SiC在沒(méi)有任何燒結(jié)添加劑的情況下，只能在很高的溫度下致密燒結(jié)，因此許多人對(duì)SiC實(shí)施熱壓燒結(jié)工藝。通過(guò)添加助燒劑對(duì)SiC進(jìn)行熱壓燒結(jié)的研究已有很多報(bào)道。等人研究了硼、鋁、鎳、鐵、鉻等金屬添加劑對(duì)SiC致密化的影響。結(jié)果表明，鋁和鐵是促進(jìn)SiC熱壓燒結(jié)最有效的添加劑。研究了添加不同量的Al2O3對(duì)熱壓燒結(jié)SiC性能的影響。認(rèn)為熱壓燒結(jié)SiC的致密化與溶解沉淀機(jī)理有關(guān)。然而，熱壓燒結(jié)工藝只能生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的SiC零件，一次性熱壓燒結(jié)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量非常少，不利于工業(yè)生產(chǎn)。

　熱等靜壓燒結(jié)

　　為了克服傳統(tǒng)燒結(jié)工藝的缺點(diǎn)，采用b型和c型為添加劑，采用熱等靜壓燒結(jié)技術(shù)。在1900°C的條件下，得到了密度大于98的精細(xì)晶相陶瓷，室溫彎曲強(qiáng)度可達(dá)600 mpa。盡管熱等靜壓燒結(jié)可以得到形狀復(fù)雜的致密相態(tài)產(chǎn)品，且產(chǎn)品具有良好的力學(xué)性能，但髖部燒結(jié)必須密封空白，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。

　　反應(yīng)燒結(jié)

　　反應(yīng)燒結(jié)碳化硅，又稱自結(jié)合碳化硅，是指多孔鋼坯與氣相或液相反應(yīng)，提高鋼坯質(zhì)量，減少氣孔，并以一定的強(qiáng)度和尺寸精度燒結(jié)成品的過(guò)程。將α-SiC粉末與石墨按一定比例混合，加熱到1650℃左右，形成方坯。同時(shí)，它通過(guò)氣相Si滲透或滲透到鋼坯中，與石墨反應(yīng)生成β-SiC，結(jié)合現(xiàn)有的α-SiC顆粒。當(dāng)Si完全滲入時(shí)，可以得到密度完全、尺寸無(wú)收縮的反應(yīng)燒結(jié)體。與其它燒結(jié)工藝相比，致密過(guò)程中反應(yīng)燒結(jié)的尺寸變化較小，可以制得尺寸精確的產(chǎn)品，但燒結(jié)體中大量SiC的存在使反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷的高溫性能變差。

　　無(wú)壓力燒結(jié)SiC陶瓷、熱等靜壓燒結(jié)SiC陶瓷和反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷具有不同的性能。例如，在燒結(jié)密度和抗彎強(qiáng)度方面，SiC陶瓷的熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)相對(duì)較多，反應(yīng)燒結(jié)SiC相對(duì)較低。另一方面，SiC陶瓷的力學(xué)性能隨燒結(jié)助劑的變化而變化。SiC陶瓷的無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)具有較好的耐酸、耐堿性能，但反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷抗HF等超強(qiáng)酸腐蝕性能較差。當(dāng)溫度低于900℃時(shí)，幾乎所有SiC陶瓷的抗彎強(qiáng)度都比高溫?zé)Y(jié)陶瓷大幅度提高，反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷的抗彎強(qiáng)度在超過(guò)1400℃時(shí)急劇下降。(這是由于一定量的游離Si，在燒結(jié)體上是由一定溫度以上的彎曲強(qiáng)度急劇下降引起的。)對(duì)于無(wú)壓力燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SiC陶瓷，高溫性能主要受添加劑種類(lèi)的影響。

　　SiC陶瓷的四種燒結(jié)方法各有優(yōu)勢(shì)。然而，在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展中，迫切需要提高SiC陶瓷的性能，不斷改進(jìn)制造工藝，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)SiC陶瓷的低溫?zé)Y(jié)。為了降低能耗，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)SiC陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。