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敦化碳化硅烧结炉的4种烧结方式

2022-10-11 08:45:32

碳化硅烧结炉的4种烧结方式

一、无压烧结。

无压烧结被认为是SiC烧结有前途的烧结方法,根据烧结机理的不同,无压烧结又可分为固相烧结和液相烧结。S.Proehazka通过在超细β-SiC粉体(含氧量小于2)中同时加入适量B和C的方法,在2020℃下常压烧结成密度高于 98 的 SiC 烧结体。A.Mulla 等以 Al2O3 和 Y2O3 为添加剂在1850-1950℃烧结 0.5μm的β-SiC(颗粒表面含有少量 SiO2),获得的 SiC陶瓷相对密度大于理论密度的95,并且晶粒细小,平均尺寸为1.5μm。

碳化硅烧结炉的4种烧结方式

二、热压烧结。

Nadeau指出,不添加任何烧结助剂,纯SiC只有在极高的温度下才能烧结致密,于是不少人对 SiC实行热压烧结工艺。关于添加烧结助剂对SiC进行热压烧结的报道已有许多。Alliegro等研究了B、Al、Ni、Fe、Cr 等金属添加物对SiC致密化的影响,发现 Al和Fe是促进SiC热压烧结有效的添加剂。F.F.Lange研究了添加不同量Al2O3对热压烧结SiC的性能影响,认为热压烧结致密是靠溶解-再沉淀机理。但是热压烧结工艺只能制备形状简单的SiC部件,而且一次热压烧结过程中所制备的产品数量很小,因此不利于工业化生产。

三、热等静压烧结。

为了克服传统烧结工艺存在的缺陷,Duna以B和 C为添加剂,采用热等静压烧结工艺,在1900℃便获得了密度大于98、室温抗弯强度高达600MPa左右的细晶SiC陶瓷。尽管热等静压烧结可获得形状复杂的致密 SiC 制品,并且制品具有较好的力学性能,但是 HIP 烧结须对素坯进行包封,所以很难实现工业化生产。

四、反应烧结

反应烧结S iC又称自结合SiC,是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应,使坯件质量增加,孔隙减小,并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。是由α—SiC粉和石墨按一定比例混台成坯体后,并加热到 1650 ℃左右,同时熔渗 Si或通过气相 Si渗入坯体,使之与石墨起反应生成β—SiC,把原先存在的α—SiC颗粒结合起来。 如果渗 Si完全,就可得到完全致密、无尺寸收缩的反应烧结体。同其它烧结工艺比较,反应烧结在致密过程中的尺寸变化小,可以制造尺寸的制品,但烧结体中相当数量SiC的存在,使得反应烧结的SiC陶瓷高温性能较差。


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