技術(shù)參數(shù)

碳化硅陶瓷的制備方法主要有常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、反應(yīng)燒結(jié)、高溫等靜壓燒結(jié)。用化學(xué)氣相沉積(CVD)法可制備碳化硅陶瓷薄膜。

SiC陶瓷不僅具有室溫強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐磨和低摩擦系數(shù)，而且具有較高的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，使用溫度可達(dá)1600℃，是目前已知的陶瓷材料中高溫抗氧化、強(qiáng)度**的材料。缺點(diǎn)是脆性大，斷裂韌性較低。采用纖維、晶須和顆粒可增韌補(bǔ)強(qiáng)SiC陶瓷，明顯提高SiC陶瓷的韌性和強(qiáng)度。可廣泛用于石油、化工、汽車、航空航天、電子、原子能等領(lǐng)域，用作耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、密封、電子封裝等材料。

碳化硅與現(xiàn)在使用廣泛的金屬材料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)

1) 機(jī)械強(qiáng)度高，剛性好

機(jī)械強(qiáng)度高可以有效防止材料變形，這點(diǎn)至關(guān)重要。碳化硅的機(jī)械強(qiáng)度高于剛玉。例如，碳化硅的抗壓強(qiáng)度為224MPa，剛玉僅為75.7MPa；碳化硅的抗彎強(qiáng)度為15.5MPa，而剛玉則為8.72MPa。

2) 硬度大，耐磨損

碳化硅的硬度相當(dāng)高，按莫氏刻痕硬度為9.2~9.6，僅次于金剛石和碳化硼，高于剛玉而名列普通磨料的前茅。與金屬鋼制材料相比，它不僅硬度高，而且在無潤滑狀態(tài)下摩擦系數(shù)小，摩擦力相對(duì)較小，表面粗糙度小，具有良好的耐磨性。此外，它對(duì)外界物質(zhì)的沖擊抵抗能力強(qiáng)，提高了表面的承受能力。

3) 密度小

碳化硅材料的密度比金屬小，因而造出的設(shè)備更加輕巧。

4) 耐高溫，熱膨脹系數(shù)小

碳化硅是在高溫下制成的。在某些高溫環(huán)境下，要求材料既要有一定的加工強(qiáng)度，又要滿足加工精度，碳化硅陶瓷能達(dá)到這兩點(diǎn)。碳化硅的**使用溫度為800℃左右，而鋼的承受溫度僅為250℃。粗略計(jì)算，碳化硅的平均熱膨脹系數(shù)在25~1400℃范圍內(nèi)為4.4×10-6/℃。碳化硅的熱膨脹系數(shù)測(cè)定結(jié)果表明，其量值與其他磨料及高溫材料相比要小得多，如剛玉的熱膨脹系數(shù)可高達(dá)(7~8)× 10-6/℃。

5) 導(dǎo)熱系數(shù)高

碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)很高，這是碳化硅物理性能方面的另一個(gè)重要特點(diǎn)。碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)比其他耐火材料及磨料要大的多，約為剛玉導(dǎo)熱系數(shù)的4倍。碳化硅所具有的低熱膨脹系數(shù)和高導(dǎo)熱系數(shù)，使其制件在加熱及冷卻過程中受到的熱應(yīng)力較小，這就是為什么碳化硅制件特別耐熱震的原因。

6) 耐腐蝕

世界各發(fā)達(dá)國家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國民生產(chǎn)總值的3.5% ~ 4.2%，而碳化硅陶瓷的出現(xiàn)可以很好地解決這個(gè)問題。