常見碳化硅陶瓷的燒結方式及應用

　　1、無壓燒結

　　1974年美國GE公司通過在高純度β-SiC細粉中同時加入少量的B和C，采用無壓燒結工藝，于2020℃成功地獲得高密度SiC陶瓷。目前，該工藝已成為制備SiC陶瓷的主要方法。

　　最近，有研究者在亞微米SiC粉料中加入Al2O3和Y2O3，在1850℃～2000℃溫度下實現SiC的致密燒結。由于燒結溫度低而具有明顯細化的微觀結構，因而，其強度和韌性大大改善。

　　2、熱壓燒結

　　50年代中期，美國Norton公司就開始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金屬添加物對SiC熱壓燒結的影響。實驗表明：Al和Fe是促進SiC熱壓致密化的最有效的添加劑。

　　有研究者以Al2O3為添加劑，通過熱壓燒結工藝，也實現了SiC的致密化，并認為其機理是液相燒結。此外，還有研究者分別以B4C、B或B與C，Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C與C作添加劑，采用熱壓燒結，也都獲得了致密SiC陶瓷。

　　3、熱等靜壓燒結：

　　近年來，為進一步提高SiC陶瓷的力學性能，研究人員進行了SiC陶瓷的熱等靜壓工藝的研究工作。研究人員以B和C為添加劑，采用熱等靜壓燒結工藝，在1900℃便獲得高密度SiC燒結體。更進一步，通過該工藝，在2000℃和138MPa壓力下，成功實現無添加劑SiC陶瓷的致密燒結。

　　研究表明：當SiC粉末的粒徑小于0.6μm時，即使不引入任何添加劑，通過熱等靜壓燒結，在1950℃即可使其致密化。