碳化硅陶瓷性能及制造工艺 碳化硅（SiC）陶瓷，具有抗氧化性强，耐磨性能好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，热膨胀系数小，热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。因此，已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手，日益受到人们的重视。例如，SiC 陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。 SiC 陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。SiC 是共价键很强的化合物，SiC 中 Si-Ｃ键的离子性仅１２％左右。因此，SiC 强度高、弹性模量大，具有优良的耐磨损性能。纯 SiC 不会被ＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４和ＨＦ等酸溶液以及ＮａＯＨ等碱溶液侵蚀。在空气中加热时易发生氧化，但氧化时表面形成的ＳｉＯ２会抑制氧的进一步扩散，故氧化速率并不高。在电性能方面，SiC 具有半导体性，少量杂质的引入会表现出良好的导电性。此外，SiC 还有优良的导热性。 SiC 具有α 和β 两种晶型。β－SiC 的晶体结构为立方晶系，Si 和Ｃ分别组成面心立方晶格；α－SiC 存在着４Ｈ、１５Ｒ和６Ｈ等１００余种多型体，其中，６Ｈ多型体为工业应用上最为普遍的一种。在SiC 的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于１６００℃时，SiC 以β－SiC 形式存在。当高于１６００℃时，β－SiC 缓慢转变成α－SiC 的各种多型体。４Ｈ－SiC 在２０００℃左右容易生成；１５Ｒ和６Ｈ多型体均需在２１００℃以上的高温才易生成；对于６Ｈ－SiC，即使温度超过２２００℃，也是非常稳定的。SiC 中各种多型体之间的自由能相差很小，因此，微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。 现就 SiC 陶瓷的生产工艺简述如下： 一、SiC 粉末的合成： SiC 在地球上几乎不存在，仅在陨石中有所发现，因此，工业上应用的SiC 粉末都为人工合成。目前，合成SiC 粉末的主要方法有： １、Ａｃｈｅｓｏｎ法： 这是工业上采用最多的合成方法，即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至２５００℃左右高温反应制得。因石英砂和焦炭中通常含有Ａｌ和Ｆｅ等杂质，在制成的SiC 中都固溶有少量杂质。其中，杂质少的呈绿色，杂质多的呈黑色。 ２、化合法： 在一定的温度下，使高纯的硅与碳黑直接发生反应。由此可合成高纯度的β －SiC 粉末。 ３、热分解法： 使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在１２００～１５００℃的温度范围内发生分解反应，由此...
