Ch.3 非氧化物陶瓷 Non-oxidation Ceramics
3.1 概述
• 非氧化陶瓷包括金属的碳化物陶瓷、氮化物、硅 化物和硼化物等陶瓷的总称。它们和氧化物陶瓷 的区别在于：
①非氧化物陶瓷一般为共价键结构，因此难熔、难 烧结；
②非氧化物陶瓷在自然界存在很少，需要人工合；
③非氧化物陶瓷的发展历史相对较短；
• 坯体在隔绝空气条件下用电炉在2400℃以上高温 下进行烧结，经“蒸发和凝聚”使SiC颗粒再结晶 而形成的一种高温结构陶瓷材料。
• 烧前和最终密度保持不变, 在晶体之间形成固态 SiC 结合（α- SiC结合类 ） 。
• 特点：纯度高、无中间结合相，良好的导电导热 和高温性能（≥1900℃ ）。缺点：气孔率高（20 ℃ ）、强度低。
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液相烧结
• 加入一定数量的烧结助剂，在较低的温度下实现 SiC的致密化；
• 采用Y2O3、Al2O3为烧结助剂，选熔点较低的YAG （Y3Al5O12）为基本的配方组元，1850℃就可烧 成高性能SiC陶瓷。
2021/3/19
非氧化物陶瓷
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再结晶SiC
• 将高纯度（≥99.5%）碳化硅粗粉和高活性碳化硅 微粉混合，注浆成型制成坯体密度很高的SiC 成 型件,
• 这种方法需要加入过量碳以确保SiO2的完全反应， 但反应在≥1550℃时生成SiC。残留的C在氮化后 600 ℃煅烧可排除。
2021/3/19
非氧化物陶瓷
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起始原料SiO2和C →混合 →氮化烧成→脱碳处理→ Si3N4粉末
• 本工艺方法的特点：
– 高纯、超细原料SiO2和C 来源丰富，易于廉价获得； – 反应产物是疏松的粉末，无须像硅粉氮化那样经过粉碎处理，从而避免
