碳化硅工業陶瓷燒結---熱等靜壓燒結

上面兩文科眾陶瓷廠帶大家了解了碳化硅工業陶瓷的無壓燒結技術與靜壓燒結技術，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，為進一步提高SiC工業陶瓷的力學性能，研究人員進行了SiC工業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。更進一步，通過該工藝，在2000℃和138MPa壓力下，成功實現無添加劑SiC陶瓷的致密燒結。此種高密度碳化硅工業陶瓷可進行一系列陶瓷加工，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，即使不引入任何添加劑，通過熱等靜壓燒結，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，過量的Ｃ甚至會抑制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性能，但是HIP燒結必須對素坯進行包封，所以很難實現工業化生產。

碳化硅陶瓷環

采用熱壓燒結工藝可以在比無壓燒結低的溫度下獲得致密的陶瓷燒結體，且燒結時間短得多。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，一般為圓柱狀或環狀。此外，單向加壓還使得熱壓燒結時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性能上的各向異性。為了克服無壓燒結和熱壓燒結工藝所存在的這些缺陷，人們迫切希望開發出一種新的燒結工藝。

熱等靜壓燒結（也稱高溫等靜壓燒結，Hot Isostatic Pressing Sintering，簡稱HIP）是使材料（粉末、素坯或燒結體）在加熱過程中經受各向均衡壓力，借助于高溫和高壓的共同作用促進材料致密化的工藝。該工藝是在1955年由美國Bfittelle Columbus實驗室首先研制成功的，其最初主要應用于粉末冶金領域，隨著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陶瓷領域中的高溫燒結。

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