重結晶碳化矽

重結晶碳化矽也稱作再結晶碳化矽，它以高純超細碳化矽為原料，碳化矽在2400℃高溫及一定壓力的氣氛保護下，發生蒸發 - 凝聚再結晶作用，在顆粒接觸處發生顆粒共生形成的燒結體。其基本不收縮，但具有一定數量孔隙。

基本介紹

• 中文名：重結晶碳化矽
• 外文名：recrystallized silicon carbide
• 簡稱：RSIC

套用學科

材料科學技術（一級學科），無機非金屬材料（二級學科），陶瓷（三級學科），先進陶瓷（四級學科）

分類

SiC質製品因製備方式、套用領域及形態等而多種多樣。SiC陶瓷作為其中的一種，是陶瓷領域的一種高性能材料，尤其偏向於高強度、高硬度以及耐高溫性能等，按其燒結方式可分為：反應燒結碳化矽(RBSiC)、無壓固相燒結碳化娃(SSiC)、液相燒結碳化娃(LSiC)、熱壓燒結碳化娃(HPSiC)和再結晶碳化矽(RSiC)等。

比較

RBSiC和RSiC是最早出現的，但代表著SiC製品的最低和最高製備溫度的極限。前者具有較高的緻密度，但存在較高的殘留矽，導致高溫性能不佳後者因存在較高的孔隙率而強度較低，而因其較高的純度以及沒有晶界雜質相而具有較高的高溫強度，常用於高溫結構材料隨後出現HPSiC、SSiC以及LSiC，這些又隨著研究的深入而使材料性能和工藝性能不斷提高。如熱壓燒結從不加助劑，發展到出現ABC系等熱壓燒結助劑，降低了熱壓溫度，且可通過後期熱處理進行顯微結構的設計得到高強或者高韌性材料；無壓燒結從開始的C+B(B₄C)體系助劑發展到AI₄C₃-B₄C-C等液相燒結助劑也從AI2O3；AI2O3-Y2O3； AI2O3-Y2O3-CaO，AI2O3-Y2O3 系發展到 AI2O3-其他稀土系(La2O3、LU2O3、Gd203,、SC2O3和Sm203)、AIN-稀土氧化物體系助劑,燒結溫逐步降低,助劑高溫揮發性問題也逐步得到改善，力學性能和結構設計也逐漸提高和改進。這些SiC材料具有不同的結構和組成，因此可在不同的套用領域選擇合適碳化矽製品。

製備

RSiC是以Acheson法合成的SiC粉體為原料，將粗細SiC粉體原料成型後在高溫下利用SiC細粉的蒸發並凝聚在粗顆粒形成的頸部使其具有一定強度的高純SiC製品，其在燒結過程中沒有任何收縮，因此具有較高的孔隙率。

研究進展

RSiC作為SiC陶瓷製品的一種，是在上世紀50年代開始成功製備的，主要為了利用其獨特的高溫力學性能，用於耐高溫器具，直到70年代開始大規模套用。在這一段時期主要就其燒結機制、提高其性能和實現產業化進行了研究。因注漿法可以獲得更高的緻密度以致得到更高的力學性能和使用壽命，最初主要採用的壓製法逐漸被日益成熟的注漿成型法取代，並隨著注漿技術的進步，如壓力注漿、離心注漿方式及新的模具材料的出現，使注漿法在RSiC法成型中占據更為重要的作用。RSiC也隨著新的需求而從原來的高溫具發展到在結構和功能眾多領域的套用。