碳化硅陶瓷是非氧化物陶瓷材料，不含任何的金属元素，由碳与硅元素结合而成，类似金刚石的粒子结构，所以是具有高强度，硬度以及耐高温耐腐蚀陶瓷。工业陶瓷也是属于非氧化物陶瓷中运用最广泛的陶瓷。
碳化硅陶瓷因其制备工艺不同，性能差异较大，应用领域也各异，但主要是利用其耐高温、耐磨、耐腐蚀等特性，用作高温结构材料、耐火材料、机械密封用耐磨材料、抗酸碱的耐腐蚀材料和高温热交换材料等。
碳化硅陶瓷因其制备工艺不同，性能差异较大，应用领域也各异，但主要是利用其耐高温、耐磨、耐腐蚀等特性，用作高温结构材料、耐火材料、机械密封用耐磨材料、抗酸碱的耐腐蚀材料和高温热交换材料等。
碳化硅陶瓷根据结合剂或烧结助剂的种类可分为氧化物结合、氮化物结合、反应结合、液相烧结、固相烧结和再结晶等不同类型，其性能和使用温度也差异较大。
a 氧化物结合碳化硅陶瓷工艺及应用
主要以二氧化硅微粉为结合剂，与碳化硅颗粒表面的氧化层反应形成无定形二氧化硅，将碳化硅颗粒结合为整体，其烧成温度通常为1400-1450℃，可在氧化气氛下烧成。氧化物结合碳化硅陶瓷中碳化硅的质量分数约90%，室温抗弯强度为50-80MPa，由于结合剂为二氧化硅，在800℃以上强度开始下降，最高使用温度不超过1400℃，主要用作耐火材料、窑具材料、高温过滤材料等。
主要以二氧化硅微粉为结合剂，与碳化硅颗粒表面的氧化层反应形成无定形二氧化硅，将碳化硅颗粒结合为整体，其烧成温度通常为1400-1450℃，可在氧化气氛下烧成。氧化物结合碳化硅陶瓷中碳化硅的质量分数约90%，室温抗弯强度为50-80MPa，由于结合剂为二氧化硅，在800℃以上强度开始下降，最高使用温度不超过1400℃，主要用作耐火材料、窑具材料、高温过滤材料等。
b 氮化物结合碳化硅陶瓷工艺及应用
以碳化硅粉体为主要原料，加入一定量硅粉（一般不超过15%），充分混合后在氮气气氛下烧结，在烧结过程中硅粉与氮气发生反应生成的氮化硅将碳化硅颗粒结合为整体而得到的。氮化物结合碳化硅陶瓷的抗弯强度为100-200MPa，1000℃时其强度开始下降。由于制品中残留有少量硅，最高使用温度不超过1500℃。
以碳化硅粉体为主要原料，加入一定量硅粉（一般不超过15%），充分混合后在氮气气氛下烧结，在烧结过程中硅粉与氮气发生反应生成的氮化硅将碳化硅颗粒结合为整体而得到的。氮化物结合碳化硅陶瓷的抗弯强度为100-200MPa，1000℃时其强度开始下降。由于制品中残留有少量硅，最高使用温度不超过1500℃。
c 反应结合碳化硅陶瓷工艺及应用
将碳化硅粉与一定量的碳粉混合均匀后在非氧化性气氛下进行液相渗硅（1400-1450℃），使液相硅与坯体中的碳反应生成碳化硅，将坯体中的碳化硅颗粒结合为整体而得到的。由于反应产物为碳化硅，且渗硅后降低了气孔率，反应结合碳化硅陶瓷的抗弯强度可达300-500MPa，但由于制品中会残留较多的硅，在1000℃时强度开始下降，其最高使用温度不超过1400℃
将碳化硅粉与一定量的碳粉混合均匀后在非氧化性气氛下进行液相渗硅（1400-1450℃），使液相硅与坯体中的碳反应生成碳化硅，将坯体中的碳化硅颗粒结合为整体而得到的。由于反应产物为碳化硅，且渗硅后降低了气孔率，反应结合碳化硅陶瓷的抗弯强度可达300-500MPa，但由于制品中会残留较多的硅，在1000℃时强度开始下降，其最高使用温度不超过1400℃
d 无压烧结碳化硅陶瓷工艺及应用
无压烧结碳化硅陶瓷是一种致密烧结材料，相对密度可达99%，弯强度为400-600MPa。制备方法包括以氧化铝和氧化钇为烧结助剂的液相烧结和以硼和碳为烧结助剂的固相烧结。
无压烧结碳化硅陶瓷是一种致密烧结材料，相对密度可达99%，弯强度为400-600MPa。制备方法包括以氧化铝和氧化钇为烧结助剂的液相烧结和以硼和碳为烧结助剂的固相烧结。
液相烧结助剂的添加量为6%-12%，烧结温度在1800-2000℃之间；氧化铝和氧化钇物质的量比一般控制在5：3，以便在烧结过程中能形成钇铝石榴石（Y3Al5O12YAG）晶相，以提高其高温性能。固相烧结碳化硅陶瓷中硼和碳的添加量一般不超过２％，烧结温度为2150-2250℃，通过固相扩散实现致密烧结。
由于烧结助剂用量少，且在烧结过程中不产生液相，因而固相烧结碳化硅陶瓷具有较好的高温性能，其抗弯强度随着温度的升高呈增大趋势，当温度达到1400℃以后才开始下降，该陶瓷可在1600℃下长期使用。
e 再结晶碳化硅(RSiC)陶瓷
一种不添加任何烧结助剂的高纯度碳化硅材料，其纯度可达99.5%它通过将粒径为50-100mm的碳化硅粗颗粒和0.5-2mm的细颗粒按一定比例混合并加入成型助剂成型，然后在氩气气氛中于2300-2400℃高温下烧结而成。
一种不添加任何烧结助剂的高纯度碳化硅材料，其纯度可达99.5%它通过将粒径为50-100mm的碳化硅粗颗粒和0.5-2mm的细颗粒按一定比例混合并加入成型助剂成型，然后在氩气气氛中于2300-2400℃高温下烧结而成。
RSiC在空气环境中最高使用温度可达1700℃，广泛应用于高温窑具、喷嘴、太阳能热转换器、柴油车尾气净化装置及金属冶炼设备等对材料性能要求极为苛刻的制品上。此外，因再结晶碳化硅陶瓷具有良好的导热性及半导体性质，还在高温领域作为热交换材料、点火元件等功能材料使用。
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本文“非氧化物工业陶瓷材料中运用最广的---碳化硅陶”由科众陶瓷编辑整理，修订时间：2019-03-16 17:08:34
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