碳化硅工業(yè)陶瓷燒結---熱等靜壓燒結

上面兩文科眾陶瓷廠(chǎng)帶大家了解了碳化硅工業(yè)陶瓷的無(wú)壓燒結技術(shù)與靜壓燒結技術(shù)，下面繼續給大家介紹碳化硅陶瓷的第三種燒結方式---熱等靜壓燒結。

熱等靜壓燒結：

近年來(lái)，為進(jìn)一步提高SiC工業(yè)陶瓷的力學(xué)性能，研究人員進(jìn)行了SiC工業(yè)陶瓷的熱等靜壓工藝的研究工作。研究人員以Ｂ和Ｃ為添加劑，采用熱等靜壓燒結工藝，在1900℃便獲得高密度SiC燒結體。更進(jìn)一步，通過(guò)該工藝，在2000℃和138MPa壓力下，成功實(shí)現無(wú)添加劑SiC陶瓷的致密燒結。此種高密度碳化硅工業(yè)陶瓷可進(jìn)行一系列陶瓷加工，陶瓷棒加工，陶瓷管加工等。

碳化硅陶瓷管

研究表明：當SiC粉末的粒徑小于0.6μｍ時(shí)，即使不引入任何添加劑，通過(guò)熱等靜壓燒結，在1950℃即可使其致密化。如選用比表面積24ｍ2/g的SiC超細粉，采用熱等靜壓燒結工藝，在1850℃便可獲得高致密度的無(wú)添加劑SiC陶瓷。

另外，Al2O3是熱等靜壓燒結SiC陶瓷的有效添加劑。而Ｃ的添加對SiC陶瓷的熱等靜壓燒結致密化不起作用，過(guò)量的Ｃ甚至會(huì )抑制SiC陶瓷的燒結。

為了克服傳統燒結工藝存在的缺陷，Duna以B和C為添加劑，采用熱等靜壓燒結工藝，在1900℃便獲得了密度大于98%、室溫抗彎強度高達600MPa左右的細晶SiC陶瓷。盡管熱等靜壓燒結可獲得形狀復雜的致密SiC制品，并且制品具有較好的力學(xué)性能，但是HIP燒結必須對素坯進(jìn)行包封，所以很難實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)。

碳化硅陶瓷環(huán)

采用熱壓燒結工藝可以在比無(wú)壓燒結低的溫度下獲得致密的陶瓷燒結體，且燒結時(shí)間短得多。但熱壓燒結是采取單向加壓，因而制品的形狀和尺寸要受到模具的限制，一般為圓柱狀或環(huán)狀。此外，單向加壓還使得熱壓燒結時(shí)坯體內的壓力分布不均勻，特別是對于非等軸晶系的樣品。熱壓后片狀或柱狀晶粒嚴重取向，容易造成陶瓷燒結體在顯微結構和力學(xué)性能上的各向異性。為了克服無(wú)壓燒結和熱壓燒結工藝所存在的這些缺陷，人們迫切希望開(kāi)發(fā)出一種新的燒結工藝。

熱等靜壓燒結（也稱(chēng)高溫等靜壓燒結，Hot Isostatic Pressing Sintering，簡(jiǎn)稱(chēng)HIP）是使材料（粉末、素坯或燒結體）在加熱過(guò)程中經(jīng)受各向均衡壓力，借助于高溫和高壓的共同作用促進(jìn)材料致密化的工藝。該工藝是在1955年由美國B(niǎo)fittelle Columbus實(shí)驗室首先研制成功的，其最初主要應用于粉末冶金領(lǐng)域，隨著(zhù)設備所能達到的溫度和壓力的不斷提高，又成功地應用到工業(yè)陶瓷領(lǐng)域中的高溫燒結。

熱等靜壓燒結技術(shù)的特點(diǎn)：可在較低燒結溫度下制備出微觀(guān)結構均勻、晶粒較細且完全致密的材料；可制備出形狀復雜的產(chǎn)品，特別是在制備納米材料時(shí)對粉體的要求不高，甚至團聚嚴重的粉體也可用于納米陶瓷的制備。