SiC陶瓷的低溫燒結及其結構與性能.pdf

1、SiC陶瓷具有硬度大、強度高、熱膨脹系數低、耐磨損、抗腐蝕等優(yōu)異性能，作為機械密封件及耐磨、耐腐蝕件的應用前景廣闊。本文開發(fā)一種無保護氣氛下的SiC陶瓷低溫常壓燒結新技術，采用原料顆粒級配、燒結助劑類型及含量、粘結劑選擇與含量、壓制壓力、燒結工藝（燒結溫度、保溫時間）等的優(yōu)化設計，低溫燒結制備力學性能優(yōu)良的SiC陶瓷材料，并對其結構與性能的關系開展研究。
　　相比于CaO-Al2O3-Y2O3和BaO-Al2O3-CaO而言，Ba

2、O-Al2O3-Y2O3體系助燒效果更佳。在無保護氣氛下燒結，該燒結助劑與SiC粉體表面氧化形成SiO2反應形成粘度適中且與SiC顆粒表面潤濕性良好的助燒熔體，借助于液相粘性壓緊效應和液相快速傳質，促進SiC陶瓷內的物質傳輸，加速致密化。該助燒熔體在SiC陶瓷燒結后的冷卻過程中大多以鋇長石晶體(BAS)的形式析出，同時，還析出Y2Si2O7、CaAl2Si2O8等氧化物第二相，有效避免了形成脆性玻璃相對SiC陶瓷結構與性能的不利影響。燒

3、結SiC陶瓷中SiC顆粒與第二相結合緊密，SiC相斷口較為平整，呈現主體解理斷裂特征，第二相斷口粗糙，增大了斷裂裂紋擴展的路徑，有利于提高SiC陶瓷材料的韌性。
　　采用3.5μm和0.5μm兩種粒徑的SiC粉體，按3∶1的重量比級配，添加5wt％的石蠟粘結劑，在400 MPa的壓制壓力下壓制的陶瓷素坯致密度最大(2.00g/cm3)。添加含量為30wt％的BaO-Al2O3-Y2O3燒結助劑，采用獨特的埋粉工藝，于1550℃保溫