反应烧结制备工艺

反应烧结是通过游离碳和液态硅在高温下发生反应生成的碳化硅结合相的陶瓷材料，一般采购1-10um的碳化硅与碳混合后形成素坯，在高温下（硅的熔点1414℃左右）进行渗硅，渗硅的方法有两种：一种是温度达到硅的熔融温度，产生硅的液相，通过毛细作用渗入坯体，与碳发生反应生成新的碳化硅晶体，同时游离硅填充孔隙实现致密化；另一种是温度大于硅的熔融温度，产生硅的蒸气，通过硅蒸气深入坯体达到烧结目的，前一种方法烧结后残留的游离硅一般较多，通常达到10%-15%，有时会达到15%以上；用气相法渗硅，由于坯体的预留气孔可以尽量少，烧结后的游离硅含量可降低到10%。反应烧结碳化硅的烧结温度需精确控制在1400-1600℃以平衡反应速率与材料性能。碳与碳化硅的骨架可以预先车削成任何形状，且烧结时坯体的收缩仅在3%以内，这有利于产品尺寸控制。采用的原料像碳化硅、C结合剂等均无需特殊处理，用该工艺制备的碳化硅烧结体的生产成本较低。但是，该工艺决定了烧结坯体中残留游离硅，这部分对以后产品的应用产生影响，一方面使得烧结体的强度和耐磨性下降，另一方面游离硅的存在降低了碳化硅的耐酸碱性能。