反应键合碳化硅

反应结合碳化硅（RBSC）是一种硬度和强度极高的陶瓷材料，具有优异的机械强度、抗冲击性、化学稳定性和成型性，因此适用于各种应用领域。.

与烧结碳化硅相比，RB-SiC 的硬度较低，但制造更容易，成本更低，同时具有出色的抗热震性能。.

物理特性

RMI 工艺是在多孔碳预型件（G0）中加入 a-SiC 颗粒，然后再渗入液态硅，以实现反应结合碳化硅。但遗憾的是，液态硅可能会在浸润过程中导致孔隙堵塞，因此本研究采用多相碳来解决这一问题，并提高 RB-SiC 的机械性能。.

多相碳由细小的无定形碳黑和粗糙的微球状碳组成。因此，在 P10F90、P20F80 和 P30F70 试样上观察时，特征峰并不存在，这表明多相碳有助于避免这一问题，并随着渗透温度和浸泡时间的增加而提高弯曲强度。.

机械性能

RB 碳化硅是通过将熔融硅渗入多孔碳或石墨预型件中生产出来的，在预型件中，硅与碳反应生成碳化硅，并形成一种出色的耐磨、耐冲击和耐化学腐蚀的陶瓷材料，其形状和尺寸多种多样，从简单的锥形和套筒形状到采矿或加工行业的大型工程部件，不一而足。.

复合前驱体的成分，尤其是 PF 与 FA 的比例，会影响高温热解过程中碳与液态硅之间的反应速率。多相碳可增强液态硅在多孔预型件孔隙中的渗透；分级碳源有助于控制碳化硅和游离硅的含量。.

通过对碳源进行仔细分级，可大幅提高 RB 碳化硅的抗弯强度和弹性模量，这是因为消除了光滑的黑色和白色块状晶粒表面，而这些晶粒表面会在弯曲过程中造成晶间断裂。.

热性能

反应结合碳化硅陶瓷的热性能取决于其结合类型和比例。反应键合碳化硅（RBSC）中渗入金属硅颗粒，并渗入碳或石墨预型件中，在此过程中不会收缩；因此可以制造出尺寸非常精确的零件。.

渗入 RBSC 后，在高温下进行高温氮化。这将金属硅转化为氮化硅，并用碳化硅网络材料填充剩余的孔隙。XRD 显示，这种形式包含金刚石、a-碳化硅、b-碳化硅、硅和二氧化硅，而 SEM 则显示石墨层和无定形碳。.

由于存在石墨层，RBSC 的 k 值低于烧结碳化硅，但却优于 NSIC。此外，它在耐腐蚀性、耐高温性、抗热震性和热震吸收能力方面都明显优于基于二氧化硅的陶瓷。.

电气性能

反应键合碳化硅具有良好的电气性能，如低比电阻和高导热性。这些特性使其成为电加热元件的绝佳材料选择。此外，碳化硅的化学惰性和抗氧化性使其适用于炉子中的热电偶、燃烧器头、止回砖和消声器；其优异的抗热震性也使其适用于窑炉中的家具。.

反应结合碳化硅可通过以下工艺制成：将细小的碳化硅和碳的亲密混合物与增塑剂混合，然后塑形并烧掉增塑剂，再将液态或气态硅渗入其中。这种反应可使硅与碳结合，产生更多的碳化硅，然后碳化硅与原始碳化硅反应，形成由 a-碳化硅、b-碳化硅和残余硅组成的复合材料。.

据称，在渗透时，反应过程中形成的 a-SiC 颗粒和 b-SiC 均匀地分散在整个多孔预型件中，没有结块现象，这可能是因为毛细管通道没有被新形成的 b-SiC 颗粒堵塞。.