碳化硅特性与铁液预处理及孕育过程

预处理和预处理剂介绍采用预处理工艺的目的，是使铁液中供石墨生核的异质晶核增多，并增强其在铁液中的稳定性。

这样，铸铁就可以在较高的温度下发生共晶转变、析出石墨，并改善共晶转变时石墨的生核和长大的条件。

预处理是针对感应电炉熔炼铸铁的问题研发的，主要适用于感应电炉熔炼。

近年来，有报道说，用冲天炉熔炼时，在浇包中加入预处理剂也可以得到很好的效果。

其实际效果和工艺的可行性，还有待验证。

还有报道说，由于焦炭价格不断攀升，国外的铸造厂曾尝试将低品位碳化硅碎料制成的烧结块，配用于冲天炉。

结果，既可以节省硅铁，又可以替代部分焦炭，因而能使生产成本降低。

这种工艺就不属于预处理的范畴了。

一、预处理剂及其加入方法从预处理工艺开始研发之日起，碳化硅就是预处理剂的首选材料。

今后，随着对预处理作用机制的认识逐渐深化，一定会有效果更好的新品种问世。

上世纪70年代，S.Russell公司所用的预处理剂中，就有碳化硅。

因为他们是用于生产球墨铸铁件，同时还配加了硅铁镁合金。

用于灰铸铁，当然不需要硅铁镁合金。

即使是用于生产球墨铸铁件，硅铁镁合金也不宜在炉内加入铁液中。

改为出炉后包中处理，则出炉后处理的工序太繁，铁液的温度下降过多，也不可取。

因此，从80年代起，预处理剂就以全部用碳化硅者居多，主要是硅含量75%左右的冶金碳化硅。

有关碳化硅的情况，将在后面的附件中做简单的介绍，为了了解其在预处理工程中的作用，这里先提及两项相关的特点。

1、碳化硅的熔点很高，在2700℃以上，2600℃以下相当稳定。

在熔炼铸铁的温度下，烧损量很少，而且不可能熔化，只能逐步溶解，扩散，因而其作用的时效相当长。

2、碳化硅是将硅砂和焦炭（或石油焦）置于电极加热的电阻炉内，在1450-1900℃的高温下，由碳将SiO2还原制得的。

在制造、破碎、烧结过程中，SiC表面都会形成很薄的SiO2保护膜。

这也就是SiC 抗氧化能力特别强，能用作耐火材料和电热元件的原因。

因此，一般的碳化硅，都含有5%左右的游离SiO2。

碳化硅在铸铁熔炼中的应用效果摘要：碳化硅在工业上常用作磨料。

近年来,碳化硅开始作为铁液预处理剂应用于铸造生产中,它是一种低成本的预处理剂,铸造中使用的碳化硅纯度一般在90%左右。

碳化硅是一种由硅和碳元素在共价键中结合而成的非金属碳化物,化学式为SiC,形状为晶体,密度为3.2g/cm³。

关键词：碳化硅；铸铁熔炼；应用效果引言碳化硅作为合成材料具有高熔点,约2700°C。

根据不同的纯度,有不同的颜色。

碳化硅具有广泛的应用,其中高纯度的绿色碳化硅可用作磨料;部分碳化硅用作耐火、耐腐蚀的材料;冶金碳化硅黑色越来越多地应用于各种铸铁的冶炼中,并且可以作为异质核长时间存在,改善铸铁的可孕育性能。

1碳化硅材料及其特性由于SiC材料具有高弹性模量、中密度、低热膨胀性、高相对刚度、高尺寸稳定性和热性能各向同性以及力学性能，使得SiC材料在许多领域成为天然的超晶型和典型的均质多态，由于Si和c体系中两个原子的堆叠顺序的差异导致了不同的晶体结构，因此存在200多个(目前已知)均质多态族，称为3C-SiC和6位、2H-SiC， 6H-SiC碳化硅具有优异的物理和化学力学性能:高刚度(3 000 kg/ mm)可剪切红宝石的高耐磨性能，金刚石的热效率:导热系数是金属铜的三倍，比GaAs高8 ~ 10倍；这对于高性能SiC设备具有较高的热稳定性，并且在恒定的压力下无法溶解SiC化学性能:耐腐蚀性非常强，而且在室温下，SiC表面极易氧化，形成一层薄薄的SiO2，以防止进一步的氧化性。

在高于1700℃的温度下，氧化膜会熔化，并且会快速反应SiC的氧化作用会溶解在熔融的氧化材料中，其电性能大约是se的3倍，其电场强度是GaAs的2倍，饱和电子的移动速度是6H-SiC的2.5倍，比6H-SiC更宽的碳硅半导体是新一代全固态高温半导体导电率(比硅高3倍)和小(4%)作为新一代LED的理想材料，高性能碳化硅的电子材料早在1842年就被发现，但直到1955年，飞利浦实验室的leyla才开发出一种方法来生长高质量的硅晶体材料，在1987年，商业上制造的SiC基底已经进入市场，到21世纪，商业上的SiC应用在10年内得到了全面的扩展，无论是SiC晶体材料还是SiC的制造工艺，其中硅材料开始发展成为未来的主要半导体材料，在半导体领域将扮演不可替代的角色，并具有巨大的市场。

碳化硅研究报告碳化硅是一种重要的陶瓷材料，具有高硬度、高强度、高温稳定性和化学稳定性等优良性能。

本文综述了碳化硅的制备方法、物理性质、化学性质、微观结构以及应用领域等方面的研究进展，并对碳化硅未来的发展方向进行了展望。

关键词：碳化硅；制备方法；物理性质；化学性质；微观结构；应用领域正文一、引言碳化硅（SiC）是一种广泛应用于高温、高压、高速、高频、高辐射环境下的陶瓷材料，具有高硬度、高强度、高温稳定性和化学稳定性等优良性能。

碳化硅在电力、冶金、航空航天、半导体、新能源等领域有着广泛的应用。

本文将综述碳化硅的制备方法、物理性质、化学性质、微观结构以及应用领域等方面的研究进展，并对碳化硅未来的发展方向进行了展望。

二、碳化硅的制备方法碳化硅的制备方法主要包括固相反应法、液相反应法、气相反应法和热分解法等。

其中，气相反应法是目前应用最广泛的制备方法。

1、固相反应法固相反应法是指将碳源和硅源混合后，在高温条件下进行反应得到碳化硅。

碳源主要包括石墨、焦炭等，硅源主要包括二氧化硅、硅粉等。

固相反应法的优点是反应过程简单，成本低廉，但是其缺点是反应速度慢，需要高温长时间反应，且产品质量不稳定。

2、液相反应法液相反应法是指在高温下，将碳源和硅源混合在有机溶剂中进行反应得到碳化硅。

液相反应法的优点是反应速度快，反应温度低，但是其缺点是反应过程中易受到溶剂的影响，且需要进行后续的溶剂脱除处理。

3、气相反应法气相反应法是指将硅源和碳源在高温下，经过气相反应得到碳化硅。

气相反应法的优点是反应速度快，反应温度低，且可以得到高纯度的碳化硅。

气相反应法的缺点是设备复杂，需要高温高压气氛，且产品粒度较小。

4、热分解法热分解法是指将有机硅化合物在高温下分解得到碳化硅。

热分解法的优点是反应速度快，反应温度低，且可以得到高纯度的碳化硅。

热分解法的缺点是需要使用有机硅化合物，成本较高。

三、碳化硅的物理性质碳化硅具有很高的硬度和强度，其硬度达到了莫氏硬度9.5，比钢铁还要硬。

碳化硅在铸造生产中有哪些作用？在有些公司生产的某品牌系列柴油机发动机缸体缸盖铸件案列中（不镶缸套）有些铸件要求重 50～250 kg，平均壁厚为5 mm，材质HT250。

要求本体抗拉强度≥207 MPa，硬度179-241 HB，铸件不允许有砂眼、渣眼、缩松、裂纹等缺陷。

采用10吨中频感应电炉熔化铁液，过热温度为 1 510～1 530 ℃。

2012年前，配料时生铁:废钢:回炉料为5:2:3，熔炼时在中频炉底部1/3处随炉料加入50kg未经过高温煅烧的普通增碳剂，熔化过程中加入Si、Cu、Mn、Cr、Sn元素，出炉时加入硅钡孕育剂进行孕育处理，浇注时加入硅锶孕育剂随流孕育，浇注时间为18～22分钟。

原工艺生产的缸体缸盖熔炼时生铁及合金加入比例大，生产成本高，铸件组织粗大，A型石墨大小通常在3级左右，铸件本体强度及硬度散差大，铸件精加工表面R Z＞15，铸件机械加工性能差，气密性试验时铸件泄露率在2％以上，客户抱怨大。

因此，优化熔化工艺，改善铸件力学性能，提高铸件基体组织的致密性、改善铸件加工性能、降低生产成本成为笔者公司近年来面临的重点课题。

02优化发动机缸体缸盖熔化工艺的几种措施2.1 高温石墨化增碳剂+废钢的合成铸铁熔炼工艺生铁中存在具有遗传性的过共晶石墨，在熔化时，碳原子在原始石墨上生长造成石墨粗大且大小不均匀，石墨尖头的应力集中效应，降低了铸件的力学性能。

因此以生铁为主的配料工艺，即使加入较高的合金元素，铸件本体强度偏低，硬度偏高。

随着合成铸铁技术在铸造行业推广应用，笔者公司自2012年起成功试验推广“废钢+高温石墨化增碳剂+少量生铁”的合成铸铁工艺，代替了“生铁+普通增碳剂+废钢+合金”原生产工艺，生铁:废钢:回炉料=0.5:6.5:3，选用经过高温石墨化处理的晶体型增碳剂增碳，每炉分批加入150 kg。

采用合成铸铁工艺，消除了生铁中粗大石墨的遗传性，石墨大小为4～5级，石墨形态得到改善，使石墨分布更均匀，同时降低了铸件的缩松倾向，改善了铸件的加工性能。

sic碳化硅单晶的生长原理碳化硅（Silicon Carbide，SiC）是一种优秀的半导体材料，具有高温、高电压和高频率特性，是发展功率电子和射频器件的重要材料之一。

为了研究和应用碳化硅，需要大量高质量的碳化硅单晶材料。

本文将介绍碳化硅单晶的生长原理。

碳化硅单晶的生长方法有多种，包括半导体硅碳在高温下热解生长、低压化学气相沉积（LPCVD）、物理气相沉积（PVD）等。

其中，半导体硅碳热解生长法是最常用的一种方法。

在半导体硅碳热解生长法中，首先需要将硅源和碳源混合，在高温下热解生成SiC原料。

硅源一般使用单质硅（Si），碳源可以选择甲烷（CH4）、乙烯（C2H4）等有机碳源。

在反应室中，通过适当的比例和流量控制，将硅源和碳源送入到硅化炉中加热，使其发生化学反应。

在一定的温度、压力和气氛条件下，硅源和碳源会反应生成SiC颗粒。

随后，SiC颗粒在硅化炉中不断堆积并长大，最终形成大尺寸的碳化硅单晶。

这个过程中，需要控制温度、压力和气氛等参数，以及在硅化炉中添加合适的衬底材料，来保证单晶的高质量生长。

同时，还需要控制SiC颗粒的大小和生长速度，以获得均匀一致的单晶。

在生长过程中，热解生成的SiC颗粒会沉积在衬底上，并在衬底表面层层生长。

由于SiC的熔点较高（约为2700℃），温度通常要高于熔点，使其颗粒能够在固相状态下生长。

此外，还需要保持适当的压力，以避免颗粒聚集或散开过快。

碳化硅单晶的生长速度一般较慢，通常在0.1-1 mm/h之间。

为了获得大尺寸和高质量的单晶，需要进行多次生长和退火处理。

多次生长可以提高单晶的大小和质量，退火则可以消除生长过程中的缺陷和应力，使单晶更加完整和稳定。

总之，碳化硅单晶的生长是一个复杂的过程，涉及多个参数和控制条件。

通过适当的控制，可以获得大尺寸、高质量的碳化硅单晶，为碳化硅材料在功率电子和射频器件等领域的应用提供重要的支持。

碳化硅（Silicon Carbide，SiC）是一种兼具较高导电性和较高耐高温特性的材料，因此在功率电子和高频电子器件领域有着广泛的应用前景。

2021年 第5期 热加工93铸造C a s t i n g碳化硅在球墨铸铁熔炼中预处理作用张太慧1，周林波1，孙新明1，李丹21.慈溪汇丽机电股份有限公司 浙江慈溪 3153002.齐齐哈尔重型铸造有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161005摘要：阐述了碳化硅在球墨铸铁熔炼过程中脱氧、净化、预处理机理，以及在中频感应电炉熔炼过程加入碳化硅后，球墨铸铁材料性能、金相组织的变化。

关键词：碳化硅；球墨铸铁；预处理；金相组织1 序言碳化硅通常作为磨料等在工业上得到广泛的利用。

近年来，碳化硅作为铁液预处理剂在铸造生产中开始得到应用，它是一种价格低廉的预处理剂，铸造使用的碳化硅纯度一般在90%左右。

碳化硅是由硅与碳元素以共价键结合的非金属碳化物，化学式为SiC ，外形为晶体颗粒状，其密度为3.2g/cm 3[1]。

2 碳化硅在球墨铸铁熔炼中孕育预处理的作用碳化硅在球墨铸铁熔炼后期炉内加入，碳化硅在1200℃以上开始溃散，熔化成熔融状态，在高温（1400℃以上）时分解出的碳和硅以原子形式扩散在铁液中：SiC ＝[Si]+[C] （1）2.1 碳化硅的脱氧，净化铁液部分碳和硅与铁液中的氧起下列反应：[C]+2[O]＝CO 2 （2）[Si] +2[O]＝SiO 2 （3）反应式（2）形成的CO 2气体从铁液中逸出。

反应式（3）的一部分SiO 2被吸附于炉衬壁上，另一部分SiO 2与Fe 、Mn 、Mg 等金属氧化物发生如下反应：SiO 2+MeO ＝MeO·SiO 2 （4）式（4）中，MeO 为Fe 、Mn 、Mg 等金属氧化物，与SiO 2形成复合氧化物，易在铁液中上浮被清除。

部分碳化硅（SiC ）在铁液中与铁液中的金属氧化物发生如下反应：SiC+MeO ＝[Si]+[Fe]+CO ↑ （5）通过以上反应，碳化硅起到了脱氧而净化铁液的作用[2]。

2.2 碳化硅炉内预孕育，促进球状石墨形成，细化球状石墨1）在凝固过程中，由碳化硅产生的硅溶于奥氏体中，产生的碳一部分熔于奥氏体中，另一部分因成分和能量起伏，形成的碳原子团超过临界晶核尺寸时，在铁液中直接成为球状石墨的碳质晶核。

碳化硅sic制备方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳化硅（SiC）是一种广泛应用于材料科学领域的重要陶瓷材料。

它具有优异的物理和化学性质，如高熔点、高硬度、高热导率、低热膨胀系数和良好的耐腐蚀性能等。

由于这些特殊性能，碳化硅在诸多领域的应用十分广泛，包括电子、能源、化工、航空航天和汽车等领域。

为了满足不同领域对碳化硅材料的需求，科学家们研究出了多种碳化硅制备方法。

根据不同的反应条件和原料，可以将这些方法分为不同的分类，每种方法都有其特定的制备工艺和应用范围。

本文将重点介绍一些常用的碳化硅制备方法，包括硅烷化合物法、碳热还原法和化学气相沉积法。

在这些方法中，硅烷化合物法是一种常见且简单的制备方法，它通过将硅烷化合物在高温下分解，生成碳化硅。

而碳热还原法则通过碳源和硅源的反应，生成碳化硅。

最后，化学气相沉积法则是将硅源和碳源的气体通过化学反应，在衬底上沉积出碳化硅薄膜。

不同的制备方法具有各自的优缺点，这些将在后续章节进行详细讨论。

此外，本文还将探讨碳化硅制备方法的发展趋势和展望，并在结论部分对整个文章进行总结。

通过深入研究碳化硅制备方法，我们可以更好地理解碳化硅的制备过程和特性，为其在不同领域的应用提供更多可能性和机遇。

1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分：引言、正文和结论。

在引言部分，我们将对碳化硅的概述进行介绍，包括其定义和应用领域。

同时，我们还会说明本文的文章结构和目的。

接下来的正文部分将详细探讨碳化硅制备方法。

首先，我们将对碳化硅制备方法进行分类，介绍不同方法的特点和应用场景。

然后，我们将详细介绍常用的碳化硅制备方法，包括硅烷化合物法、碳热还原法和化学气相沉积法。

每种方法都将进行详细讲解，包括原理、步骤和适用条件等方面。

在结论部分，我们将对碳化硅制备方法的优缺点进行总结，并展望其发展趋势。

同时，我们也会结合全文内容对碳化硅制备方法进行总结，为读者提供一个综合的观点。

最后，我们会对全文的内容进行总结，以便读者更好地理解和应用本文的内容。

铁液预处理在球墨铸铁和灰铸铁生产中的应用摘要：铁液预处理是一项重要的冶金工艺，通过对铁液进行除硫、脱氧以及调温等处理，可以改善铁液的质量，提高铸件的质量和性能。

本文对铁液预处理技术在球墨铸铁和灰铸铁生产中的效果和影响展开研究。

研究结果表明，适当的铁液预处理可以显著降低铸件中的夹杂物含量，提高铸件的力学性能和表面质量。

铁液预处理技术在球墨铸铁和灰铸铁生产中具有广泛的应用前景，可以有效改善铸件的质量和性能，提高生产效率和经济效益。

该研究结果对于相关行业的技术改进和生产实践具有指导意义。

关键词：球墨铸铁；灰铸铁；铁液；预处理近年来，随着工业制造水平的不断提高，铸铁材料在各个领域中得到了广泛应用。

然而，铸铁材料的质量和性能对于产品的可靠性和安全性至关重要。

因此，提高铁液质量和铸件质量成为了铸造工业的一个重要问题[1]。

本文主要研究铁液预处理在球墨铸铁和灰铸铁生产中的应用。

通过研究表明，适当的铁液预处理可以显著降低铸件中的夹杂物含量，提高铸件的力学性能和表面质量。

这些研究结果为相关行业的技术改进和生产实践提供了重要的指导，能够带来更高品质的铸件产品，满足不断提升的工程要求，并推动整个行业的发展和进步，从而为相关行业带来更多的创新和竞争优势。

一、铁液预处理技术概述（一）铁液预处理技术的基本原理铁液预处理技术是一种在铸造过程中对铁液进行处理的关键工艺[2]。

它包括除硫、脱氧、调温等操作，能够改善铁液的质量和性能，提高最终铸件的质量[2]。

在除硫方面，通过加入适当的脱硫剂，如镁或钙合金，可以将铁液中的硫含量降至很低水平，减少夹杂物产生的可能。

在脱氧方面，通常采用铝、硅等脱氧剂，可以有效去除铁液中的氧含量，防止氧化反应对铁液的不利影响。

此外，还可以根据需要对铁液进行调温，以保证合适的浇注温度。

铁液预处理技术的应用可以改善铸件的组织结构，减少缺陷的产生，提高铸件的力学性能和表面质量，为铸造工业的发展提供了重要支持。

目录摘要 (1)关键字 (1)1碳化硅的合成与制备 (1)2SiC陶瓷的主要应用领域 (3)3结束语 (5)参考书目 (5)碳化硅陶瓷的制备与应用摘要：碳化硅陶瓷材料由于抗氧化性强、耐磨性能好、硬度高、热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，广泛的应用于各个领域。

本文通过对碳化硅陶瓷材料的的发展历程，特性及国内外研究状况提出了几种碳化硅陶瓷的烧结方法，并讨论其发展趋势。

关键词：碳化硅；合成与制备；烧结；应用；1、碳化硅陶瓷的合成与制备SiC由于其共价键结合的特点，烧结时的扩散速率相当低，即使在的2100℃的高温，C和Si的自扩散系数也仅为1.5×10-10和2.5×10-13cm2/s所以，很难采取通常离子键结合材料所用的单纯化合物常压烧结途径来制取高致密化材料，必须采用一些特殊的工艺手段或依靠第二相物质促进其烧结。

SiC很难烧结。

其晶界能与表面能之比很高,不易获得足够的能量形成晶界而烧结成块体。

SiC烧结时的扩散速率很低,其表面的氧化膜也起扩散势垒作用。

因此,碳化硅需要借助添加剂或压力等才能获得致密材料。

本制件采用Al-B-C作为烧结助剂。

硼(B)在SiC晶界的选择性偏析减小晶界能,提高烧结推动力,但过量的B会使SiC晶粒异常长大。

添加C(碳)可以还原碳化硅表面对烧结起阻碍作用的SiO2膜,并使表面自由能提高。

但过多的碳,使制品失重,密度下降。

铝(Al)有抑制晶粒长大的作用,并有增强硼的烧结助剂作用,但过量的Al却会使制件的高温强度下降。

因此,必须通过试验合理确定Al,B,C的用量。

目前制备SiC陶瓷的主要方法有无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、反应烧结等。

1.1 碳化硅陶瓷的无压烧结无压烧结被认为是SiC烧结最有前途的烧结方法，通过无压烧结工艺可以制备出复杂形状和大尺寸的SiC部件。

根据烧结机理的不同，无压烧结又可分为固的β-SiC可通过添加B和C进行常压烧结，这相烧结和液相烧结。

碳化硅加工工艺流程碳化硅晶片是以高纯硅粉和高纯碳粉作为原材料，采用物理气相传输法生长碳化硅晶体，加工制成碳化硅晶片。

1、原料合成将高纯硅粉和高纯碳粉按一定配比混合，在2000℃以上的高温下反应合成碳化硅颗粒。

再经过破碎、清洗等工序，制得满足晶体生长要求的高纯度碳化硅微粉原料。

2、晶体生长以高纯度碳化硅微粉为原料，使用自主研制的晶体生长炉，采用物理气相传输法（PVT法）生长碳化硅晶体。

其生长原理如下图所示：SIC单晶生长示意图将高纯碳化硅微粉和籽晶分别置于单晶生长炉内圆柱状密闭的石墨坩埚下部和顶部，通过电磁感应将坩埚加热至2000℃以上，控制籽晶处温度略低于下部微粉处，在坩埚内形成轴向温度梯度。

碳化硅微粉在高温下升华形成气相的Si2C、SiC2、Si等物质，在温度梯度驱动下到达温度较低的籽晶处，并在其上结晶形成圆柱状碳化硅晶锭。

3、晶锭加工将制得的碳化硅晶锭使用X射线单晶定向仪进行定向，之后磨平、滚磨，加工成标准直径尺寸的碳化硅晶体。

4、晶体切割使用多线切割设备，将碳化硅晶体切割成厚度不超过1mm的薄片。

5、晶片研磨通过不同颗粒粒径的金刚石研磨液将晶片研磨到所需的平整度和粗糙度。

6、晶片抛光通过机械抛光和化学机械抛光方法得到表面无损伤的碳化硅抛光片。

7、晶片检测使用光学显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜、非接触电阻率测试仪、表面平整度测试仪、表面缺陷综合测试仪等仪器设备，检测碳化硅晶片的微管密度、结晶质量、表面粗糙度、电阻率、翘曲度、弯曲度、厚度变化、表面划痕等各项参数指标，据此判定晶片的质量等级。

8、晶片清洗以清洗药剂和纯水对碳化硅抛光片进行清洗处理，去除抛光片上残留的抛光液等表面沾污物，再通过超高纯氮气和甩干机将晶片吹干、甩干；将晶片在超净室封装在洁净片盒内，形成可供下游即开即用的碳化硅晶片。

晶片尺寸越大，对应晶体的生长与加工技术难度越大，而下游器件的制造效率越高、单位成本越低。

特种陶瓷——SiC陶瓷的性质，制备及应用周云海韩彦赵飞（河海大学力学与材料专业）摘要：SiC陶瓷拥有其特殊的性质，它特殊的结构决定了它的性能：具有抗氧化性强，耐磨性能好，硬度高等优良特性，因此，它的应用已经遍及石油，化工，机械，航天，核能等领域，日益受到人们的重视，SiC陶瓷的制备工艺也越来越成熟。

各种制备技术日益更新，精进。

其中SiC陶瓷的烧结方法与烧结技术研究更是日益进展。

关键词：SiC陶瓷结构与性质制备活化技术与烧结方法应用碳化硅陶瓷材料由于耐高温，抗氧化，抗冲刷，耐磨，耐腐蚀，质量轻等性能而受到人们的关注，在机械，化工，能源等方面得到广泛的应用，近年来随着SiC制品烧结理论的发展，性能的拓展提高，烧结助剂的多样化和深入研究。

碳化硅陶瓷的应用越来越为广泛。

其优越的性能也越来越得到人们的青睐。

对于高性能结构陶瓷，在保证性能的稳定可靠性，降低成本以推进其批量生产等方面，尚存在许多问题需要进一步的研究。

而对于烧结致密化非常困难的SiC陶瓷，烧结助剂的选择，优化设计则需要研究的重要内容之一。

因为它与烧结工艺制度一起。

通过改变微观结构极大的影响着陶瓷的强度，韧性及介电性等性能指标，为此，本文就SiC陶瓷活化烧结助剂的选择和设计研究进展情况进行综述。

1SiC陶瓷的结构，主要性能及其两者关系1.1碳化硅的结构碳化硅是一种人造材料，其分子式为SiC，分子量为40.06，其中硅的百分含量为70.045.碳的百分含量为29.955.碳化硅的一般密度为3.2g/cm^3。

碳化硅晶体结构为标准的金刚石结构，单位晶胞由四面体构成，硅原子处在中心而周围都是碳原子。

二者结晶时，sp排列稳定化，s电子迁移至p导致能量稳定的sp3排列即形成强烈的共价键。

同时碳硅之间的电负之差，说明碳化硅中离子键的存在，占百分之二十，可见其共价键相当的强。

SiC是共价化合物，所以SiC都是由碳化硅四面体堆积而成。

碳化硅有多种型体，各种型体之间的资源自由能相差很小，下图为几种SiC原子堆垛的示意图。

经济管理学院学院材料化学关于碳化硅的综述学号：**********专业：工商管理学生姓名：***任课教师：***2011年11月关于碳化硅的综述陈昊哈尔滨工程大学摘要：碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。

碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。

碳化硅又称碳硅石。

在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。

可以称为金钢砂或耐火砂。

碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。

目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体。

关键词：碳化硅立体结构耐火材料一、碳化硅概述碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。

包括黑碳化硅和绿碳化硅，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。

其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。

绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。

其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。

常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体，一种是绿碳化硅，含SiC 97%以上，主要用于磨硬质合金工具。

另一种是黑碳化硅，有金属光泽，含SiC 95%以上，强度比绿碳化硅大，但硬度较低，主要用于磨铸铁和非金属材料。

碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。

碳化硅又称碳硅石。

在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。

可以称为金钢砂或耐火砂。

[1]碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。

目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。

其分子式为SiC，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，可作为磨料和其他某些工业材料使用。

一铝碳化硅简介铝碳化硅AlSiC（SICP/Al或Al/SiC、SiC/Al），是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称，是一种颗粒增强金属基复合材料，采用Al合金作基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能，充分结合了陶瓷和金属铝的不同优势，实现了封装轻便化、高密度化等要求。

二材料性能AlSiC密度在2.95~3.1g/cm3之间，热膨胀系数（CTE）6.5~9ppm/℃，具有可调的体积分数，提高碳化硅体积分数可以使材料的热膨胀系数显著降低。

同时，铝碳化硅还具有高的热导率和比刚度，表面能够镀镍、金、银、铜，具有良好的铝碳化硅复合材料的比刚度是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，铜的25倍，另外铝碳化硅的抗震性好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。

铝碳化硅复合材料已成为航空航天、国防、功率模块和其他电子元器件所需求的新型封装材料。

用于航空航天微波、功率放大模块等电子器件及模块的封装壳体或底座。

一方面AlSiC（铝基碳化硅）的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生,甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC（铝基碳化硅）基板上；另一方面AlSiC（铝基碳化硅）的热导率是可伐合金的十倍，芯片产生的热量可以及时散发。

这样，整个元器件的可靠性和稳定性大大提高。

■热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整，因此产品可按用户的具体要求而灵活地设计，能够真正地做到量体裁衣，这是传统的金属材料或陶瓷材料无法作到的。

■密度与铝相当，比铜和Kovar轻得多，还不到Cu/W的五分之一，特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用。

■比刚度（刚度除以密度）是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，是铜的25倍，另外AlSiC（铝基碳化硅）的抗震性比陶瓷好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。