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Sajgalik等人发表了一篇论文,报告了在没有烧结助剂的情况下,只通过在1850℃的条件下进行热压,成功地将SiC烧结到>99%的密度。这给过去六十年一直盛行的观点带来了新的视角:在没有烧结助剂的情况下,通过热压无法致密化SiC。
Sajgalik等人的报告如下:
亚微米大约0.7 μm β-SiC粉末被冷冻造粒成大约200 μm的颗粒。
纯度:一个非常高纯度的粉末,所有的杂质金属都小于0.1 wt.%。因此没有“烧结助剂”存在。
在100 MPa的条件下对试验颗粒进行单轴模压。
在1850C/30 MPa/1小时的条件下进行热压。
石墨模具,氮化硼涂层。
热压密度3.21 g·cm-3,大约100%的密度。
维氏显微硬度:29 GPa。
KIc断裂韧性(压痕法):5.25 MPA·m-1/2。
晶粒尺寸:主要相β-SiC,1.35 μm;次要相α-SiC,7 μm排列的板状晶粒。部分β-α SiC相变暗示了在热压过程中可能存在瞬态液相的可能性。
HPSC在今天基本上已经被超越,其主要的利基应用是高性能的防弹陶瓷,如SiC-N。
虽然HPSC在没有过度晶粒生长的情况下,比DSSC有更高的密度>98%的优势,但DSSC在今天的致密近纯SiC陶瓷领域占据主导地位。
对于DSSC或HPSC来说,使用烧结助剂并不会带来显著的制造成本或制造负担。当然,机械和电气性能在没有杂质,如烧结助剂的情况下,将更接近纯SiC的理论潜力。因此,无烧结助剂制造的HPSC可能在电气陶瓷领域有一定的精品用途,甚至在结构和机械领域也有精品用途,但不太可能在大众市场与DSSC(有烧结助剂但制造过程简单)竞争。单晶SiC已经非常好地满足了这个利基,尽管生产成本高。
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