碳化硅陶瓷具有溫度強度高、耐高溫氧化、耐磨性好、熱穩定性好、熱膨脹系數小、熱導率高、硬度高、耐熱沖擊性、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良性能。已廣泛應用于汽車(chē)、機械化、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)異的不可替代的結構陶瓷。

　　無(wú)壓燒結

　　無(wú)壓燒結被認為是最有希望的SiC燒結燒結方法。根據不同的燒結機理，無(wú)壓燒結可分為固相燒結和液相燒結。通過(guò)在超細β-SiC粉末中同時(shí)添加適量的添加劑(氧含量小于2%)，在2020℃下燒結至密度高于98%的SiC燒結體。使用Al2O3和Y2O3作為添加劑，在1850-1950℃燒結0.5μmβ-SiC(顆粒表面含有少量SiO2)。所得SiC陶瓷的相對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

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

　熱等靜壓燒結

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

　　反應燒結

　　反應燒結碳化硅，又稱(chēng)自結合碳化硅，是指多孔鋼坯與氣相或液相反應，提高鋼坯質(zhì)量，減少氣孔，并以一定的強度和尺寸精度燒結成品的過(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，與石墨反應生成β-SiC，結合現有的α-SiC顆粒。當Si完全滲入時(shí)，可以得到密度完全、尺寸無(wú)收縮的反應燒結體。與其它燒結工藝相比，致密過(guò)程中反應燒結的尺寸變化較小，可以制得尺寸精確的產(chǎn)品，但燒結體中大量SiC的存在使反應燒結SiC陶瓷的高溫性能變差。

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

　　SiC陶瓷的四種燒結方法各有優(yōu)勢。然而，在當今科學(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SiC陶瓷的低溫燒結。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。