SiC陶瓷材料在高温真空烧结炉中的致密化烧结

烧结是陶瓷生坯在高温真空烧结炉高温下的致密化过程和现象的总称。

在烧结前期，随着高温真空烧结炉烧结温度的提高或高温真空烧结炉烧结保温时间的延长,颗粒之间开始 只有点接触，物质通过不同的扩散途径向颗粒间的颈部和气孔部位填充,使颈 部逐渐长大，并逐步减小气孔所占的体积。随后，细小的颗粒之间开始逐渐形 成晶界，并不断扩大晶界的面积，使陶瓷坯体逐渐致密。在这个相当长的致密 化烧结过程中，物质通过不同的扩散途径，使连通的气孔不断缩小，两个颗粒 之间的晶界与相邻的晶界相遇，、形成晶界网络。再经过晶界移动和晶粒长大, 使气孔缩小，直至气孔不再相互连通，形成的孤立气孔位于几个晶粒相交的部 位，此时烧结前期已经结束在烧结后期，随着高温真空烧结炉烧结温度的提高或烧结保温时间的延长，孤立的气孔扩 散到晶界上消失，或者晶界上的物质继续向气孔扩散填充，同时晶粒也继续长 大，直至完全致密化。

如果继续提高高温真空烧结炉烧结温度或延长烧结保温时间，就只是晶 界的移动，即晶粒长大过程，而对烧结致密性的提高没有明显的作用。

研究表明，即使在2100度的高温真空烧结炉的高温下，C原子和Si原子 的自扩散系数也仅为1.5x 1()7。和2.5x i0^_13cm²*s^_1,说明SiC陶瓷材料 是难以烧结致密的材料。故通常很难釆用常规 的[1]烧结途径来制取高致密、高纯的SiC陶瓷材料，而必须通过添加一些烧结助 剂增加表面能，降低晶界能或采用外部加压等特殊的工艺才能够获得高致密度 的SiC陶瓷材料。SiC陶瓷材料的难烧结性，使高性能SiC陶瓷材料的生产成 本居高不下，严重地阻碍其应用和发展。目前，制备高致密度SiC陶瓷材料的 方法主要有反应烧结、无压烧结、热压烧结和热等静压烧结等方法。