无压烧结碳化硅DSSC技术详解-（3）合成关键要素

4 无压烧结碳化硅合成关键要素

4.1 烧结助剂

SiC 中高度共价键合和低自扩散系数意味着几乎不会发生纯 SiC 的烧结，无论颗粒尺寸如何，甚至在热压的高压下也是如此。

只有使用烧结助剂，SiC 的烧结才有可能。添加烧结助剂可以增强晶界扩散，从而实现全密度烧结，通常超过 95%，在某些情况下达到 100%。这是通过热压工艺首次实现的。几年后才通过无压烧结实现了同样的结果。今天，使用烧结助剂，可以使热压或无压烧结碳化硅达到全密度：无压烧结或热压可达到高达 100% 的密度。

4.2 亚微米碳化硅粉末

亚微米粒径（表面积 ＞10 m² g^-1）SiC 粉末对于通过无压烧结致密化 DSSC 的 SiC 粉末至关重要。

4.3 Svante Prochazka－无压烧结碳化硅的发明者

大多数 SiC 类型（DSSC、HPSC、RSSC、SNBSC、GBSC、SiC-SiC）都源于一位先驱者的突破。对于 DSSC，这位先驱是Svante Prochazka。

SSiC-DSSC 如今是首屈一指的 DSSC 类型，因为它没有晶界玻璃相，烧结助剂基本上处于固溶状态。LPS-DSSC 介于 DSSC 和 GBSC 之间，晶界中的玻璃含量高达 10%，但它比 GBSC 更接近 SSiC-DSSC。

1973 年，使用烧结助剂，通过 β-SiC 的固态无压烧结，将无压烧结碳化硅的密度提高到接近 100%，这是自 1956 年 Alliegro 的热压 SiC 论文以来，烧结 SiC 陶瓷领域最重要的进步。事实上，DSSC 比 HPSC 迈出了一更大的进步，因为这是第一次可以通过简单的无压烧结工艺制造高质量的接近纯净且接近全密度的 SiC 陶瓷。尽管如此，Prochazka 专利涉及 β-SiC 路线。β-SiC 是一种稀有且难以制造的亚稳态 SiC 多晶型。在商业领域真正感受到 DSSC 创新带来的好处还需要几年时间，但到千禧年之际，DSSC 在庞大的全球先进军用防弹衣市场上占据了统治地位。DSSC 也对其他先进陶瓷应用产生了重大影响，尤其是在核工业和汽车工业。