碳化硅，作为一种共价键结合的稳定化合物，因其低扩散系数而难以通过常规烧结方法实现致密化。为了克服这一挑战，必须添加烧结助剂以降低表面能或增加表面积，并采用特殊工艺处理，才能制备出致密的碳化硅陶瓷。
根据烧结工艺的不同，碳化硅陶瓷可分为多种类型，包括重结晶碳化硅陶瓷、反应烧结碳化硅陶瓷、无压烧结碳化硅陶瓷、热压烧结碳化硅陶瓷、高温热等静压烧结碳化硅陶瓷以及化学气相沉积碳化硅。这些不同工艺制备的碳化硅在性能上存在显著差异，即使是同一工艺制备的碳化硅，由于原料和添加剂的不同，性能也会有所区别。
反应烧结碳化硅陶瓷的制备工艺相对简单。它采用一定颗粒级配的碳化硅（通常为1~10微米）与碳混合后成形素坯，然后在高温下进行渗硅。部分硅与碳反应生成SiC，与原坯体中的SiC结合，实现烧结目的。渗硅方法有两种：一种是温度达到硅的熔融温度，产生硅的液相，通过毛细管作用，硅直接进入坯体与碳反应生成碳化硅；另一种是温度大于硅的熔融温度，产生硅的蒸汽，通过硅蒸汽渗入坯体以达到烧结。
前一种方法烧结后残留的游离硅较多，通常达到10%~15%，有时甚至超过15%，这会对制品性能产生不利影响。而气相法渗硅则可以尽量减少坯体的预留气孔，使烧结后的游离硅含量降至10%以下，甚至有些工艺可以降至8%以下，从而显著提高制品的性能。反应烧结碳化硅的烧结温度在1,450至1,700摄氏度之间。碳与碳化硅的骨架可以预先车削成任何形状，且烧结时坯体的收缩仅在3%以内，这有利于产品尺寸的控制，减少了成品的磨削量。所使用的原料如碳化硅、碳、结合剂等无需特殊处理，市场上均有供应。因此，该工艺制备的碳化硅烧结体生产成本较低，与其他工艺相比价格更具竞争力。然而，该工艺决定了烧结后坯体中总残留有游离硅，这部分硅对产品的应用会产生影响，烧结体的强度不如其他工艺制品，耐磨性下降，最主要的是游离硅不能耐碱性及氢氟酸等强酸介质的腐蚀，因此其使用受到限制。此外，高温强度也受到游离硅的影响，一般使用温度应限制在1,350摄氏度以下。返回搜狐，查看更多
