新型功能材料
专 业 化学类
班 级 应化1101
学 生 端午节免过路费吗2022 郭 珊
学 号 ***********
小组成员 丁超凡 付文静 韩丹丹 韩双
任课教师 李村成
平时成绩
论文成绩
课程成绩
课程论文要求
结合自己学习10万左右性价比高的车兴趣，通过小组调研，查阅相关资料，撰写一篇与新型功能材料有关的课程论文。
论文要求：1.论文题目科学规范，调研方向具体明确、题目不能过大；2.字数要在超过35度百香果5000字左右（不计参考文献）；3.论文撰写要使用自己的语言，要有自己见解及评论，不能拷贝、翻译；4.文字简练，层次分明，逻辑性强，条理清晰，引用数据准确、真实、可靠，结论明确；5.文中涉及的图表需自己画；6.引用的参考文献需在文中用数字标出并在文后列出; 7. 量和单位必须采用中华人民共和国的国家标准GB3100~GB3102-93；8. 字体及格式统一要求：论文标题用居中加粗宋体三号字；小标题用加粗宋体小四号字；图表说明用居中宋体五号字；正文及引用文献用宋体小四号字（英文和数字用Times New Roman）； 1.25倍行距，A4纸，上、下、左、右页边距均为2.5 cm；9. 提交论文双面打印。
本课程成绩评定说明：
该课程总成绩由平时成绩与课程论文成绩两部分组成，其中平时考勤、课堂表现、课堂报告等成绩占总成绩50%；广州历史课程论文成绩占总成绩的50 %。
平时成绩与课程论文成绩均按满分100分评定。
论文格式 （申请大学留学15分） | 条理及逻辑性（15分） | 语 言 （10分） | 论文内容 （60分） | 课程论文 总成绩 |
新型陶瓷-碳化硅陶瓷制备技术及应用
摘要：阐述了碳化硅陶瓷的制备技术及应用，介绍了SiC粉末的合成方法（如Acheson法、化合法、热分解法、气相反相法）、SiC的烧结方法（如无压烧结、热压烧结、热等静压烧结、反应烧结）、反应烧结碳化硅的成型工艺（如模压成型、等静压成型、注浆成型）以及碳化硅陶瓷在各个方面的广泛应用，并展望了碳化硅陶瓷的发展应用前景。
关键词：新型陶瓷；碳化硅陶瓷；SiC粉末合成；SiC烧结；成型工艺
一、引言
传统陶瓷是用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成的，由无机化合物构成的多相固体材料。新型陶瓷以精致的高纯天然无机物或人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的加工工艺烧结，具有优异的性能。在各个方面，新型陶瓷和传统陶瓷有诸多的不同之处。
在原料使用上方面，新型陶瓷突破传统陶瓷以黏土为主，使用精选或提纯的氧化物、硅化物、氮化物、硼化物等原料。成分方面，传统陶瓷的组成与黏土的成分相关，不同产地料对产品组成与结构影响很大；新型陶瓷原料是提纯化合物，性质由原料的纯度和制备工艺决定，与产地原料无关。在制备工艺方面，传统陶瓷以窑炉为主；新型陶瓷用真空烧结、气氛烧结、热压、热静压等手段实现。在性能与用途方面，传统陶瓷体现日常应用；新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨、耐蚀、感应性等特殊性能、使用在特殊场合,在高温,机械电子计算机航天医学工程广泛应用。
依据材料功能，新型陶瓷分类如表一：
表一 新型陶瓷分类
二、碳化硅陶瓷概述
碳化硅陶瓷材料具有高温强度大， 高温抗氧化性强、耐磨损性能好 ，热稳定性佳 ，热膨胀系数小， 热导率大， 硬度高 ，抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，在汽车、机械化工、环境保护、 空间技术、 信息电子 、能源等领域有着日益广泛的应用，已经成为一种在很多工业领域性能优异的其他材料不可替代的结构陶瓷。
三、SiC粉末的合成
原料粉体性能对陶瓷的成型烧结和显微结构有很大影响，进而对陶瓷性能产生决定性的作用。新型陶瓷与传统陶瓷的最大区别之一就是它对原料粉体的纯度、细度、颗粒分布、晶形、反应活性，团聚性等都提出了更高的要求。
SiC在地球上几乎不存在，仅在陨石中有所发现。因此，工业上应用的SiC粉末都为人工合成。目前，合成SiC粉末的主要方法有：
1、Acheson法：这是工业上采用最多的合成方法，即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等杂质，在制成的SiC中都固溶有少量杂质。其中，杂质少的呈绿，杂质多的呈黑。
2、化合法：在一定的温度下，使高纯的硅与碳黑直接发生反应。由此可合成高纯度的β－SiC碳化硅用途粉末。
3、热分解法：使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在1200～1500℃的温度范围内发生分解反应，由此制得亚微米级的β－SiC粉末。
4、气相反相法：使SiCl4和SiH4等含硅的气体以及CH4、C3H8、等含碳的气体在高温下发生反应，由此制备纳米级的β－SiC超细粉。
四、SiC的烧结
由于碳化硅陶瓷的高性能和在工业领域中的广泛应用，SiC的烧结一直是材料界研究的热点，如何采用较简单的生产工艺在较低的温度下制备得到高致密度的碳化硅陶瓷制品也是研究者一直关心的课题；但由于碳化硅是一种共价性极强的共价键化合物，所以 SiC 很难烧结，必须借助烧结助剂或外部压力才可能在 2000℃以下实现致密化。
有研究在2050℃和 SiC+1%B4C+ 3%C体系热压保温45分钟工艺条件下，密度达到理论致密度的98.75% 。由于热压工艺自身的缺点而无法应用在商业化生产中，因此无压烧结成了高性能碳化硅陶瓷工业化首选的制备方法。
图一 碳化硅烧结反应工艺流程图
1、无压烧结：1974年美国GE公司通过在高纯度β－SiC细粉中同时加入少量的B和C，采用无压烧结工艺，于2020℃成功地获得高密度SiC陶瓷。目前，该工艺已成为制备SiC陶瓷的主要方法。
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