碳化硅陶瓷是工业陶瓷中运用最广的无金属元素陶瓷，是一种超耐高温陶瓷，它的结构性能都很高，同时就要求碳化硅材质显微结构的精细化，所以碳化硅陶瓷粉体的制备成为高性能碳化硅陶瓷的关键一环。
碳化硅（silicon carbide），化学式为SiC，属于共价键材料，C和Si同属一族，均有四价的化合键，同时Si元素还具有金属特性，两种元素组成的物质，其结构上具有网状、体型特点，性质上拥有高的强度，故碳化硅材料性能是良好的高温强度、耐磨性、耐腐蚀性、高热导、高绝缘性。
碳化硅（silicon carbide），化学式为SiC，属于共价键材料，C和Si同属一族，均有四价的化合键，同时Si元素还具有金属特性，两种元素组成的物质，其结构上具有网状、体型特点，性质上拥有高的强度，故碳化硅材料性能是良好的高温强度、耐磨性、耐腐蚀性、高热导、高绝缘性。
碳化硅陶瓷内部结构
碳化硅粉体的制备方法，既有传统的固相反应法，又有最新的溶胶-凝胶（sol-gel）法、激光法、等离子法，本文从大体上按气、固、液三项对常用的方法进行分类如下。
固相法
1.1.碳热还原法
该法由Acheson发明，具体方法：在Acheson电炉中，石英砂中的二氧化硅被碳还原制得碳化硅，该法获得的碳化硅颗粒较粗，耗电量大，反应方程式为：
SiO2+3C=SiC+2CO
随后各国对Acheson法进行了改进，如潘顺龙等[1]，利用炭黑和水玻璃溶液为原料，氢气为保护气，在高温石墨炉中1550℃条件下反应5小时，得到碳化硅粉体。
碳-硅直接反应法
1.2.1.自蔓延高温合成法（SHS）
外加热源点燃反应物坯体，利用材料在合成过程中放出的化学反应热来自行维持合成过程。
SiO2+C+2Mg-SiC+2MgO
此法获得的粉体纯度高，粒度小，但需要酸洗等工序除去Mg。
1.2.2.机械合金化法
杨晓云等[2]将碳粉和硅粉按照1:1的摩尔比制成混合粉末，磨球和磨粉按质量比40:1封装在氩气罐中，在球磨机上进行机械球磨，25小时后得到平均晶粒尺寸约为6nm的碳化硅粉体。
固相法
1.1.碳热还原法
该法由Acheson发明，具体方法：在Acheson电炉中，石英砂中的二氧化硅被碳还原制得碳化硅，该法获得的碳化硅颗粒较粗，耗电量大，反应方程式为：
SiO2+3C=SiC+2CO
随后各国对Acheson法进行了改进，如潘顺龙等[1]，利用炭黑和水玻璃溶液为原料，氢气为保护气，在高温石墨炉中1550℃条件下反应5小时，得到碳化硅粉体。
碳-硅直接反应法
1.2.1.自蔓延高温合成法（SHS）
外加热源点燃反应物坯体，利用材料在合成过程中放出的化学反应热来自行维持合成过程。
SiO2+C+2Mg-SiC+2MgO
此法获得的粉体纯度高，粒度小，但需要酸洗等工序除去Mg。
1.2.2.机械合金化法
杨晓云等[2]将碳粉和硅粉按照1:1的摩尔比制成混合粉末，磨球和磨粉按质量比40:1封装在氩气罐中，在球磨机上进行机械球磨，25小时后得到平均晶粒尺寸约为6nm的碳化硅粉体。
液相法
2.1.溶胶-凝胶法
该法以液体化学试剂配制成Si的醇盐前驱体，将它在低温下溶于溶剂形成均匀的溶液，加入适当的凝固剂使得醇盐发生水解、聚合反应后生成均匀而稳定的溶胶体系，再经过长时间放置或干燥处理，浓缩成Si和C在分子水平上的混合物或聚合物，继续加热形成组分均匀且粒径细小的SiO2和C的两相混合物，在1460~1600℃发生碳还原反应最终制得SiC细粉。
2.2.聚合物分解法
2.1.溶胶-凝胶法
该法以液体化学试剂配制成Si的醇盐前驱体，将它在低温下溶于溶剂形成均匀的溶液，加入适当的凝固剂使得醇盐发生水解、聚合反应后生成均匀而稳定的溶胶体系，再经过长时间放置或干燥处理，浓缩成Si和C在分子水平上的混合物或聚合物，继续加热形成组分均匀且粒径细小的SiO2和C的两相混合物，在1460~1600℃发生碳还原反应最终制得SiC细粉。
2.2.聚合物分解法
Chinag等[3]采用聚合物热解方法形成玻璃碳浸入液态硅制备碳化硅陶瓷材料，采用三乙烯乙二醇、二羟基乙基醚和糠醇树脂混合物，在有机酸的催化作用下发生聚合和糠醇相分离，然后热解，形成微孔碳，最后液态硅烧结并去除游离硅。制得碳化硅粉体。
气相法
3.1.气相反应沉淀法
3.1.气相反应沉淀法
杨修春等对SiH4-C2H4-H2体系在1423~1673K进行研究，制得平均粒径为11nm的碳化硅。
3.2.等离子法
于威等利用等离子体化学气相沉淀法制备了碳化硅。
3.3.激光诱导气相法
战可涛等[6]以SiH4和C2H4为原料气体，制备出平均粒径为20nm。
地址：http://www.taocibang.cn/jishu/1683.html
本文“碳化硅工业陶瓷粉体的制备介绍”由科众陶瓷编辑整理，修订时间：2019-03-16 17:09:00
科众陶瓷是专业的工业陶瓷加工生产厂家，可来图来样按需定制，陶瓷加工保证质量、交期准时！
有疑问请点击咨询客服
