陶瓷碳化硅是否耐低温

反应烧结的和氧化物结合的一般1350度以下，重结晶的可以使用到1650度。

碳化硅板使用寿命很大程度上都是取决于碳化硅的生产工艺的合理性，看选择生产的是否合理性。制作卫生陶瓷，高压电磁等制品时，窑车上的棚架需要承担很大的荷重。因此碳化硅制品的强度就有很重要的意义。根据焙烧是的热应力来决定就可以用抗氧化性强的致密碳化硅材料是比较好的。

纯碳化硅陶瓷管液相牌号 1400左右（不同牌号有区别）。

普通的碳化硅管不超过1100（不同牌号有区别）。

选择碳化硅管的时候不能只看耐热温度，还要看强度和抗热震性能。

希望我的回答能对你有用。

导语：碳化硅陶瓷是一种具有着非常不错的常温力学性能的材料，它在使用的过程中能够很好的适应外界的环境，而且具有着很不错的抗氧化的能力以及抗腐蚀的能力，所以它被广泛的运用在了很多的领域，而且受到了业内的一致好评，而且随着技术的不断改进，碳化硅陶瓷的质量和适应性也处于一种不断上升的状态，这也进一步的促进了碳化硅陶瓷的使用性能的进一步提高。

碳化硅陶瓷的用途的介绍

密封环：因为碳化硅这种材料制成的碳化硅陶瓷具有着很不错的强度、硬度以及抗摩擦的能力，而且在使用的过程中碳化硅陶瓷能够很好的抵制一些化学物质的影响，这也是其它物质做不到的，所以它被运用于制造密封环。在加工的时候它能够和石墨进行一定比例的配置，然后在输送强碱以及强酸的时候能够发挥很大的作用，这也是体现了它制造密封环的良好性能。

研磨介质：因为碳化硅陶瓷的强度是很不错的，所以这种材料被运用于耐磨机械的零件当中，而且我们可以发现的是它被运用在振动球磨机和搅动球磨机的研磨介质中，并且具有着很不错的使用功能性能。

　　防弹板：因为碳化硅陶瓷的弹道性能是比较好的，而且价格也比较的便宜，所以它被广泛的运用于防弹装甲车的制造当中。有的时候它也被运用于制造保险柜，舰船的防护以及运钞车的防护当中，而且它很好的体现出了碳化硅陶瓷的优良性能，同时很好的满足了人们的日常生活和工作的需要。

喷嘴：我们现在使用到的喷嘴大多数是由氧化铝以及碳化铝等材料制成的，但是也有由碳化硅陶瓷制成的喷嘴，这种喷嘴的价格要比其它材料制成的喷嘴更加的便宜，但是它使用的环境受到了一定的限制，目前在有冲击力以及振动的喷砂的环境中使用的是比较多的，但是总体来看的话使用性能还是很不错的。

结语：从整体来看的话碳化硅陶瓷是很不错的，优秀的性能再加上低廉的价格，使得它要比同类型的材料更加的具有市场优势。同时这种材料目前的使用性还是很强的，可以看到的是它使用的领域也越来越多，适应的环境也越来越广。

陶瓷刹车片耐高温可以达到1800度，一般的车在一般行驶中的制动产生的瞬间温度就在250度左右，如果高速行驶状态下紧急制动稳定也就在350度上下，一般不会超过500度，现在市面上的普通刹车片在超过400--500度时一般会丧失制动性能。

刹车片主要分以下几类：石棉刹车片、半金属刹车片、少金属刹车片、NAO配方刹车片、陶瓷刹车片、高碳碳纤维等，现在石棉材质的基百本已经淘汰完毕了。

刹车原理

刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟（鼓）及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能，将车子停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力。

以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退。车子上的刹车系统分为碟式和鼓式两大类，但是除了成本上的优势外，鼓式刹车的效率远比不上碟式刹车。

SiC陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。SiC是共价键很强的化合物，SiC中Si-C键的离子性仅12％左右。因此，SiC强度高、弹性模量大，具有优良的耐磨损性能。纯SiC不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。在空气中加热时易发生氧化，但氧化时表面形成的SiO2会抑制氧的进一步扩散，故氧化速率并不高。在电性能方面，SiC具有半导体性，少量杂质的引入会表现出良好的导电性。此外，SiC还有优良的导热性。

SiC具有α和β两种晶型。β－SiC的晶体结构为立方晶系，Si和C分别组成面心立方晶格；α－SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体，其中，6H多型体为工业应用上最为普遍的一种。在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于1600℃时，SiC以β－SiC形式存在。当高于1600℃时，β－SiC缓慢转变成α－SiC的各种多型体。4H－SiC在2000℃左右容易生成；15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才易生成；对于6H－SiC，即使温度超过2200℃，也是非常稳定的。SiC中各种多型体之间的自由能相差很小，因此，微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。

现就SiC陶瓷的生产工艺简述如下：

一、SiC粉末的合成：

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，杂质少的呈绿色，杂质多的呈黑色。

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、C7H8和（Cl4等含碳的气体或使CH3SiCl3、（CH3）2 SiCl2和Si（CH3）4等同时含有硅和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。

二、碳化硅陶瓷的烧结

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。美国GE公司研究者认为：晶界能与表面能之比小于1．732是致密化的热力学条件，当同时添加B和C后，B固溶到SiC中，使晶界能降低，C把SiC粒子表面的SiO2还原除去，提高表面能，因此B和C的添加为SiC的致密化创造了热力学方面的有利条件。然而，日本研究人员却认为SiC的致密并不存在热力学方面的限制。还有学者认为，SiC的致密化机理可能是液相烧结，他们发现：在同时添加B和C的β－SiC烧结体中，有富B的液相存在于晶界处。关于无压烧结机理，目前尚无定论。

以α－SiC为原料，同时添加B和C，也同样可实现SiC的致密烧结。

研究表明：单独使用B和C作添加剂，无助于SiC陶瓷充分致密。只有同时添加B和C时，才能实现SiC陶瓷的高密度化。为了SiC的致密烧结，SiC粉料的比表面积应在10m2／g以上，且氧含量尽可能低。B的添加量在0．5％左右，C的添加量取决于SiC原料中氧含量高低，通常C的添加量与SiC粉料中的氧含量成正比。

最近，有研究者在亚微米SiC粉料中加入Al2O3和Y2O3，在1850℃～2000℃温度下实现SiC的致密烧结。由于烧结温度低而具有明显细化的微观结构，因而，其强度和韧性大大改善。

2、热压烧结

50年代中期，美国Norton公司就开始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金属添加物对SiC热压烧结的影响。实验表明：Al和Fe是促进SiC热压致密化的最有效的添加剂。

有研究者以Al2O3为添加剂，通过热压烧结工艺，也实现了SiC的致密化，并认为其机理是液相烧结。此外，还有研究者分别以B4C、B或B与C，Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C与C作添加剂，采用热压烧结，也都获得了致密SiC陶瓷。

研究表明：烧结体的显微结构以及力学、热学等性能会因添加剂的种类不同而异。如：当采用B或B的化合物为添加剂，热压SiC的晶粒尺寸较小，但强度高。当选用Be作添加剂，热压SiC陶瓷具有较高的导热系数。

3、热等静压烧结：

近年来，为进一步提高SiC陶瓷的力学性能，研究人员进行了SiC陶瓷的热等静压工艺的研究工作。研究人员以B和C为添加剂，采用热等静压烧结工艺，在1900℃便获得高密度SiC烧结体。更进一步，通过该工艺，在2000℃和138MPa压力下，成功实现无添加剂SiC陶瓷的致密烧结。

研究表明：当SiC粉末的粒径小于0．6μm时，即使不引入任何添加剂，通过热等静压烧结，在1950℃即可使其致密化。如选用比表面积为24m2／g的SiC超细粉，采用热等静压烧结工艺，在1850℃便可获得高致密度的无添加剂SiC陶瓷。

另外，Al2O3是热等静压烧结SiC陶瓷的有效添加剂。而C的添加对SiC陶瓷的热等静压烧结致密化不起作用，过量的C甚至会抑制SiC陶瓷的烧结。

4、反应烧结：

SiC的反应烧结法最早在美国研究成功。反应烧结的工艺过程为：先将α－SiC粉和石墨粉按比例混匀，经干压、挤压或注浆等方法制成多孔坯体。在高温下与液态Si接触，坯体中的C与渗入的Si反应，生成β－SiC，并与α－SiC相结合，过量的Si填充于气孔，从而得到无孔致密的反应烧结体。反应烧结SiC通常含有8％的游离Si。因此，为保证渗Si的完全，素坯应具有足够的孔隙度。一般通过调整最初混合料中α－SiC和C的含量，α－SiC的粒度级配，C的形状和粒度以及成型压力等手段来获得适当的素坯密度。

实验表明，采用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结的SiC陶瓷具有各异的性能特点。如就烧结密度和抗弯强度来说，热压烧结和热等静压烧结SiC陶瓷相对较多，反应烧结SiC相对较低。另一方面，SiC陶瓷的力学性能还随烧结添加剂的不同而不同。无压烧结、热压烧结和反应烧结SiC陶瓷对强酸、强碱具有良好的抵抗力，但反应烧结SiC陶瓷对HF等超强酸的抗蚀性较差。就耐高温性能比较来看，当温度低于900℃时，几乎所有SiC陶瓷强度均有所提高；当温度超过1400℃时，反应烧结SiC陶瓷抗弯强度急剧下降。（这是由于烧结体中含有一定量的游离Si，当超过一定温度抗弯强度急剧下降所致）对于无压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷，其耐高温性能主要受添加剂种类的影响。

总之，SiC陶瓷的性能因烧结方法不同而不同。一般说来，无压烧结SiC陶瓷的综合性能优于反应烧结的SiC陶瓷，但次于热压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷。

大多数陶瓷具有良好的电绝缘性,因此大量用于制作各种电压（1kV~110kV）的绝缘器件.铁电陶瓷（钛酸钡BaTiO3）具有较高的介电常数,可用于制作电容器,铁电陶瓷在外电场的作用下,还能改变形状,将电能转换为机械能（具有压电材料的特性）,可用作扩音机、电唱机、超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等.少数陶瓷还具有半导体的特性,可作整流器.

化学性能

陶瓷材料在高温下不易氧化,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力.

光学性能

陶瓷材料还有独特的光学性能,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等,透明陶瓷可用于高压钠灯管等.磁性陶瓷（铁氧体如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途.

编辑本段常用特种陶瓷材料

根据用途不同,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷.

1．结构陶瓷

氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3,一般含量大于45%.氧化铝陶瓷具有各种优良的性能.耐高温,一般可要1600℃长期使用,耐腐蚀,高强度,其强度为普通陶瓷的2~3倍,高者可达5~6倍.其缺点是脆性大,不能接受突然的环境温度变化.用途极为广泛,可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等,也可作刀具和模具.

氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷,线膨胀系数在各种陶瓷中最小,使用温度高达1400℃,具有极好的耐腐蚀性,除氢氟酸外,能耐其它各种酸的腐蚀,并能耐碱、各种金属的腐蚀,并具有优良的电绝缘性和耐辐射性.可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具.

碳化硅陶瓷主要组成物是SiC,这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷,在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度,是目前高温强度最高的陶瓷,碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度.是良好的高温结构材料,可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件；利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料；利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等.

六方氮化硼陶瓷主要成分为BN,晶体结构为六方晶系,六方氮化硼的结构和性能与石墨相似,故有“白石墨”之称,硬度较低,可以进行切削加工具有自润滑性,可制成自润滑高温轴承、玻璃成形模具等.

2．工具陶瓷

硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂,碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等,粘结剂主要为钴（Co）.硬质合金与工具钢相比,硬度高（高达87~91HRA）,热硬性好（1000℃左右耐磨性优良）,用作刀具时,切削速度比高速钢提高4~7倍,寿命提高5~8倍,其缺点是硬度太高、性脆,很难被机械加工,因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用,硬质合金主要用于机械加工刀具；各种模具,包括拉伸模、拉拔模、冷镦模；矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等.

金刚石天然金刚石（钻石）作为名贵的装饰品,而合成金刚石在工业上广泛应用,金刚石是自然界最硬的材料,还具备极高的弹性模量；金刚石的导热率是已知材料中最高的；金刚石的绝缘性能很好.金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具；金刚石工具进行超精密加工,可达到镜面光洁度.但金刚石刀具的热稳定性差,与铁族元素的亲和力大,故不能用于加工铁、镍基合金,而主要加工非铁金属和非金属,广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工.

立方氮化硼（CBN）具有立方晶体结构,其硬度高,仅次于金刚石,具热稳定性和化学稳定性比金刚石好,可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工.可制成刀具、磨具、拉丝模等

其它工具陶瓷尚有氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷,但从综合性能及工程应用均不及上述三种工具陶瓷.

3．功能陶瓷

功能陶瓷通常具的特殊的物理性能,涉及的领域比较多,常用功能陶瓷的特性及应用见表.

常用功能陶瓷的组成、特性及应用

碳化硅陶瓷以SiC为主要成分的陶瓷。碳化硅陶瓷制品为绿色环保材料,它属于微孔洞结构，在同单位面积下可多出30%的孔隙率,

极大地增加了与空气接触的散热面积，增强其散热效果。同时其热容量较小，本身蓄热量较小，其热量能更快速地向外界传递，产品主要的特色：环保、绝缘抗高压、高效散热,避免滋生EMI问题。

陶瓷制品主要应用于网络通讯产品、平板电视、驱动电源及相关电子行业，可有效解决电子及家电行业导热及散热问题，同时其特别适用于中小瓦数功耗，设计空间讲究轻、薄、短、小的产品，其可为电子产品的创新与发展提供技术上的支持与应用。

　碳化硅陶瓷基片产品说明：

材料:SiC

颜色:浅绿色

特点:

1、高散热能力，高热导系数，与高绝缘能力

2、耐高温工作环境及抗腐蚀环境

3、优秀的电子绝缘与避免滋生EMI问题

4、重量轻，高表面积

5、易于安装，无长期保存之品质问题

6、为环保材质与环保制程产品，对环境友善。

　用途：

零组件:集成电路、芯片、CPU、MOS、南大桥

LED: 背光模组，一般(商用)照明

TV:薄型LCD电视

网络设备: AP、路由器、ADSL、modern，S / W，机顶盒

信息技术: M/B, NB, Video, Card

内存: DDR3-DIMM, SO-DIMM, SSD

电源: Power module, power transistor