碳化硅陶瓷.ppt

新型陶瓷
班级:应化1101
组员:丁超凡付文静郭珊
韩丹丹韩双
传统陶瓷——是用天然或人工合成的粉状化合物,经过成型和高温烧结制成的,由无机化合物构成的多相固体材料。
新型陶瓷——以精致的高纯天然无机物或人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制的加工工艺烧结,具有优异的性能。
传统陶瓷(China)
新型陶瓷
一、概述
二、SiC粉末的合成
三、SiC的烧结方法
四、反应烧结碳化硅的成型工艺
五、碳化硅陶瓷的应用
碳化硅陶瓷
制备技术及应用
依据材料功能可分为:
分类
结构陶瓷
功能陶瓷
定义
以强度、刚性、韧性、耐磨性、
硬度、疲劳强度等力学性能为特
征的材料
以声、光、电、磁、热等物
理性能为特征
种类
高温高强陶瓷、工模具陶瓷、耐磨陶瓷,特种耐火陶瓷等
集成电路封装材料
(Al2O3)、敏感陶瓷
(热、气敏、湿敏、压敏、
色敏)
用途
发动机、热交换器、密封件、切
削刀具等
微电子、信息、自动控制和智能机械,生物功能
特性
优良的力学性能(高强、高硬、
耐磨损),热学性能(抗热冲
击、抗蠕变),化学性能(抗氧
化,抗腐蚀)
一、概述
碳化硅陶瓷材料具有高温强度大, 高温抗氧化性强、耐磨损性能好,热稳定性佳,热膨胀系数小, 热导率大, 硬度高,抗热震和耐化学腐蚀等优良特性. 在汽车、机械化工、环境保护、空间技术、信息电子、能源等领域有着日益广泛的应用,已经成为一种在很多工业领域性能优异的其他材料不可替代的结构陶瓷。
二、SiC粉末的合成:
SiC在地球上几乎不存在,仅在陨石中有所发现。因此,工业上应用的SiC粉末都为人工合成。目前,合成SiC粉末的主要方法有:
1、Acheson法: 这是工业上采用最多的合成方法,即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等杂质,在制成的SiC中都固溶有少量杂质。其中,杂质少的呈绿色,杂质多的呈黑色。
2、化合法: 在一定的温度下,使高纯的硅与碳黑直接发生反应。由此可合成高纯度的β-SiC粉末。
3、热分解法:使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在1200~1500℃的温度范围内发生分解反应,由此制得亚微米级的β-SiC粉末。
4、气相反相法: 使SiCl4和SiH4等含硅的气体以及CH4、C3H8、等含碳的气体在高温下发生反应,由此制备纳米级的β-SiC超细粉。
三、SiC的烧结
由于碳化硅陶瓷的高性能和在工业领域中的广泛应用,SiC的烧结一直是材料界研究的热点,如何采用较简单的生产工艺在较低的温度下制备得到高致密度的碳化硅陶瓷制品也是研究者一直关心的课题;但由于碳化硅是一种共价性极强的共价键化合物,所以 SiC 很难烧结,必须借助烧结助剂或外部压力才可能在 2000℃以下实现致密化。