SiC是一种重要的高性能结构陶瓷和耐火材料,具有高热稳定性、高强度、高热导率、耐腐蚀和耐磨,广泛应用在冶金、国防、车辆工程、陶瓷、石化以及核电等领域[1~4]
但是,SiC是强共价键材料,其原子扩散系数较低,常采用反应烧结、热压烧结等烧结工艺制备并使用烧结助剂[5,6]
重结晶烧结碳化硅是一种高效制备碳化硅陶瓷的方法[5,7],在烧结过程中不会因收缩产生残余应力而使陶瓷制品开裂或变形；重结晶烧结碳化硅的孔隙率只取决于坯体的孔隙率,随烧结温度的变化不明显；烧结过程中的蒸发-凝聚机理使材料内部产生较多的连通孔而成为多孔陶瓷,可替代传统多孔材料用于柴油车尾气、金属冶炼废气、化石燃料废气等的过滤
Al2O3和SiC都是应用最广的结构陶瓷：Al2O3是SiC陶瓷的烧结助剂,在液相烧结过程中通过溶解和再析出机制促进材料致密化和晶体生长[8,9]；而SiC可作为Al2O3陶瓷的增强相,制备Al2O3-SiC复合材料[6,10~14]
但是,在Al2O3-SiC复相陶瓷的高温烧结过程中含铝和含硅气相的形成对SiC的烧结、晶型转变和晶体生长的影响,尤其是Al2O3对重结晶烧结SiC作用的机理尚不清楚
鉴于此,本文使用不同粒径的SiC为原料和亚微米Al2O3添加剂制备重结晶烧结碳化硅,研究亚微米Al2O3对其物相组成、微观形貌、孔径分布和耐压性能的影响并分析了其机理
1 实验方法1.1 样品的制备
实验用原料：粗、细两种粒径的6H-SiC(0.5 μm,纯度≥94 %；20 μm,纯度≥99%, 均为质量分数,下同)和α-Al2O3(0.5 μm,纯度≥99.99%)
试样编号和原料的组成列于表1
使用高速混料机将原料混合均匀后加入15%的有机结合剂,然后依次进行练泥、成型、干燥和排胶,得到SiC蜂窝陶瓷坯体
将坯体置于碳化硅气氛烧结炉(CarboliteGero HTK)中
烧结炉的升温曲线如图1所示
在真空条件下将烧结炉的温度以10℃/min的速度升至1400℃,切换为氩气气氛(纯度>99.999%)后以5℃/min速度继续升温至2200℃[4],分别保温0.5 h和1 h
然后将烧结炉自然冷却至室温,得到重结晶SiC蜂窝陶瓷试样
Table 1
表1
表1试样的编号和原料
Table 1Batch compositions of starting mat
声明：
“亚微米Al2O3 对重结晶碳化硅的作用机制” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：余超,邢广超,吴郑敏,董博,丁军,邸敬慧,祝洪喜,邓承继
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2025年05月16日 ~ 18日 
