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碳化硅陶瓷的特性和用途有哪些?
添加时间:2023-10-20
碳化硅是一种由碳化硅分子合成的碳化物。当通电时,二氧化硅和碳通常在2000°C以上的高温下形成。碳化硅的理论密度为3.18g/cm3,莫氏硬度仅次于金刚石,显微硬度在9.2 -9.8之间为3300kg/mm3。由于具有高硬度和高耐磨性,具有耐高温的特性,用于各种耐磨、耐腐蚀、耐高温的机械零件。是一种新型耐磨陶瓷技术。纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅为无色、浅黄色、浅绿色、深绿色、浅蓝色、深蓝色或黑色,透明度依次递减。磨料行业根据其颜色将碳化硅分为黑碳化硅和绿碳化硅。其中无色至深绿色为绿碳化硅,浅蓝至黑色为黑碳化硅。两种类型的碳化硅(黑色和绿色)的机械性能略有不同。绿碳化硅材料的力学性能非常脆,加工时的自锐性很强。黑碳化硅更耐用。
碳化硅陶瓷的烧结工艺主要有重结晶碳化硅陶瓷、反应烧结碳化硅陶瓷、无压烧结碳化硅陶瓷、热压烧结碳化硅陶瓷、高温热等静压烧结碳化硅陶瓷、化学气相沉积碳化硅等。碳化硅是一种典型的共价键结合的稳定化合物。另外,其扩散系数低,难以用传统的烧结方法实现致密化。这就需要加入一些烧结添加剂来降低表面能或增大表面积,并采用特殊的加工工艺来获得致密的碳化硅陶瓷。采用无压烧结工艺可以制备形状复杂、尺寸较大的SiC零件,是一种很有前途的SiC陶瓷烧结方法。热压烧结工艺只能生产形状简单的SiC构件,而且单一热压烧结工艺生产的产品数量很少,不利于商业化生产。热等静压工艺虽然可以生产形状复杂的SiC制品,但也很难实现工业化生产。采用反应烧结工艺,烧结温度较低,可制备形状复杂的SIC零件,但反应烧结SIC陶瓷的高温性能较差。表1显示了SiC陶瓷在无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结中的一些性能。显然,由于烧结方法的不同,SiC陶瓷的性能也有所不同。一般来说,无压烧结碳化硅陶瓷的综合性能比反应烧结碳化硅差,但不如热压烧结和热等静压烧结碳化硅。

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