碳化硅(SiC)陶瓷因具有低热膨胀系数、高导热系数、高硬度、良好的热稳定性和化学稳定性等优点,在高温结构陶瓷中占有重要一席之地,被广泛应用于航空航天、核能、军事和半导体等领域。
碳化硅陶瓷产品
由于SiC具有极强的共价键和极低的扩散系数,SiC陶瓷完全致密化的难度很大,为此开发出多种SiC陶瓷的烧结技术,包括反应烧结、无压固相烧结、无压液相烧结、热压烧结和重结晶烧结等等。这些不同的烧结技术均有独特的优势,制备的SiC陶瓷在微观结构、性能和应用领域等方面也有所不同。而这些不同类型的碳化硅陶瓷你都能分清吗?
无压烧结SiC陶瓷(S-SiC)
无压烧结被认为是SiC烧结最有前途的烧结方法,该方法可适配多种成型工艺,生产成本较低,不受形状尺寸的限制,是最常见、最容易实现批量操作的烧结方式。
无压烧结是对含有微量氧的β-SiC中添加硼和碳,在2000℃左右,惰性气氛中烧结可获得98%理论密度的碳化硅烧结体。该方法一般有两种方法:固相烧结和液相烧结。其中无压固相烧结碳化硅致密性强、纯度高,尤其是它还具有独特的高导热性和优异的高温强度等性能,易于加工成尺寸大、形状复杂的陶瓷器件。
在应用方面,SiC的无压烧结操作简单,成本适中,适用于不同形状的陶瓷零部件的批量化生产,广泛应用于的耐磨损耐腐蚀的密封环、滑动轴承等。此外,无压烧结碳化硅陶瓷因其硬度高、比重小、弹道性能好、破碎后吸收更多能量的能力和价格低廉而被广泛应用于防弹装甲,如车辆和船只的保护,以及民用保险箱和运钞车的保护。作为防弹装甲材料,它具有很好的耐多击性,整体防护效果优于普通碳化硅陶瓷;用于圆柱形陶瓷体轻防护装甲时,其断裂点可达65吨以上,防护效果明显优于使用普通碳化硅陶瓷的圆柱形陶瓷体防护装甲。