碳化硅蜂窝陶瓷的研究及应用

吴郑敏 ，邓承继 ，余 超 ，丁 军 ，祝洪喜 ，樊国栋 ，冷光辉

（1．武汉科技大学，省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，湖北 武汉 430081；2．河南东大高温节能材料有限公司，河南 鹤壁 458030）

1 碳化硅材料

碳化硅是一种物化性能十分优异的无机材料，具有密度适中、弹性模量高、热膨胀系数较低、耐热冲击性强、机械性能优异和化学稳定性好等特性，是各种高性能、特殊环境应用的理想材料。

由于碳化硅材料的化学性能稳定、高导热、低热膨胀系数、优良的耐磨性，因此常被用作磨料，与此同时，它也有其他的许多用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1-2倍；低品级碳化硅(含SiC约85%)还是非常好的脱氧剂，使用后可以使炼钢速度加快，而且利于化学成分的控制，提高钢的质量；用于耐火制品的原料，所得产品具有热震稳定性高、体积变化小、强度大质量小，良好的节能效果等优点。此外，碳化硅还是制作高温炉的发热体硅碳棒的主要原料[1,2]。

碳化硅陶瓷具有非常大的硬度，莫氏硬度约为9．5，仅次于金刚石，它还具有比较好的化学稳定性，高温时能抗氧化(表面生成致密的SiO2氧化膜，抑制了氧的进一步氧化)，导热性能非常好，是一种优良的半导体。另外，其密度较低，具有较好的高温机械性能，通常可以作为航空航天的器件。然而，SiC是一种共价性极强的化合物。其强的共价键使得SiC陶瓷难以烧结，特别是无压烧结。目前已经研究出有很多关于降低SiC烧结温度的方法，主要机理为液相烧结或固相烧结。……