烧结碳化硅

碳化硅具有优异的高温强度和抗氧化性，是一种不可替代的结构陶瓷材料，在机械制造、航空航天技术和信息电子领域不可或缺。

反应烧结温度低、烧结时间短，可生产接近净尺寸的形状，但受到密度分布不均、烧结产品开裂和烧结过程中硅渗透不足的限制。

高温强度

碳化硅是一种硬度和韧性极高的陶瓷材料，因其卓越的高温强度、耐磨性和抗化学氧化性能而闻名于世。基于这些特性，碳化硅被广泛应用于核电站、熔炉、喷气发动机、火箭喷嘴和造纸等工业领域。

改善烧结碳化硅高温机械性能的一种方法是添加铝、硼和碳（SiC-ABC）等添加剂，以提高抗蠕变性。这些添加剂可改变晶界能和表面能，同时提高体积扩散率，阻止晶界玻璃的形成。

提高机械性能的另一种方法是无压烧结，即在不施加外部压力的情况下烧结碳化硅粉末密实体。这种方法的优点在于消除了传统热压烧结方法造成的密度变化，这种变化会导致尺寸发生显著变化，并降低产品质量。

耐高温腐蚀性

碳化硅在高达 1700 摄氏度的各种环境中，如干燥的氧气、高温气态蒸汽、液态盐和金属以及熔盐和煤灰渣中，都能表现出优异的耐化学腐蚀性能。

烧结碳化硅因其结构和表面质量而具有出色的耐腐蚀性。这种材料具有很强的抗侵蚀（滑动）性、机械强度、抗热震性和抗磨损性。

事实证明，高温烧结碳化硅材料 XICAR（通常称为 Hexoloy SE 替代材料）在浓盐酸和 HNO3 等酸性环境中具有很强的耐化学腐蚀性，使用 Y2O3 处理的试样比使用氧化镁烧结助剂的试样具有更高的耐腐蚀性。

反应结合烧结碳化硅（通常称为自结合碳化硅）是通过使含碳多孔陶瓷体与液态硅反应而制成的。这种混合物渗入陶瓷体，与石墨反应形成 b-SiC，然后与现有的 a-SiC 颗粒结合，形成全密度反应烧结碳化硅，通过这种工艺可获得各种形状的碳化硅。

高强度

碳化硅是最坚固的陶瓷材料之一。碳化硅具有出色的高温强度和抗氧化性，是许多工业应用中的理想材料选择。

碳化硅陶瓷通常可通过无压烧结或反应粘结制造工艺生产，圣戈班高功能陶瓷与耐火材料事业部提供这两种类型的产品，以满足各种最终用途。

无压烧结碳化硅是将细颗粒碳化硅粉末与非氧化物烧结助剂混合，在高于 2000 摄氏度的惰性气氛中烧结而成，可生产出具有优异抗氧化性、耐腐蚀性和机械性能的高密度材料。

反应烧结是生产碳化硅（SiC）陶瓷的一种新兴工艺，具有结构致密、加工温度低、成型能力强、成本低和纯度高等优点。但遗憾的是，由于其微观结构中存在残余碳（Si），其弯曲强度远低于标准烧结碳化硅。

高韧性

烧结碳化硅陶瓷是最坚硬、强度最高的陶瓷材料之一，在极高温度下仍能保持强度，因此是耐高温应用的最佳选择。

SSIC 在很宽的温度范围内表现出几乎恒定的强度，即使在高压下也能保持韧性，因此成为高性能泵部件和其他重要设备零件的首选材料。

SSIC 采用传统的陶瓷成型技术生产。成型后，SSIC 在惰性气体环境中进行高温高压烧结。

烧结可分为固相烧结和液相烧结两个不同阶段。固相烧结需要添加 C 和 B 作为烧结助剂，以降低碳化硅陶瓷的晶界能；而液相烧结则使用一种或多种元素共晶氧化物（如 Y2O3）作为助剂，在二氧化硅颗粒之间形成运动、扩散和传质的电解相，以提高材料密度。