中國粉體網(wǎng)訊  再結晶SiC的研發(fā)，國外已有40年的歷史，國內(nèi)依靠國外的技術、設備和關鍵原材料在15年前起步研究，目前無自主知識產(chǎn)權，各方面都受制于國外，其研發(fā)情況不容樂觀。

肖漢寧教授作為國內(nèi)重點研究再結晶碳化硅陶瓷的專家，一直致力于再結晶碳化硅陶瓷的推廣，在2018新型陶瓷技術與產(chǎn)業(yè)高峰論壇上，筆者有幸聆聽了肖教授所講的《再結晶碳化硅陶瓷研究進展及應用》的報告，并在會后對肖教授進行采訪。在交流過程中，肖教授面帶微笑，事無巨細，娓娓道來。

再結晶碳化硅具有無收縮和多孔結構，因而削弱了其抗氧化能力和力學性能。因此如何利用多孔結構，提高其抗氧化性能、力學性能實現(xiàn)其功能化是肖教授重點研究的課題。主要分為三個方向：1.在碳化硅空隙里填碳化硅；2.在碳化硅空隙里填其他材料制備成復合材料；3.利用多孔結構設計制備多孔陶瓷。

1.前驅(qū)體成本制約浸漬裂解法的應用

在碳化硅空隙里填碳化硅材料主要采用浸漬裂解法，填充物為聚碳硅烷陶瓷前驅(qū)體。其工藝流程如圖：

目前，浸漬裂解法制備技術已比較成熟，但是前驅(qū)體的售價高且購買不易是制約浸漬裂解法應用的主要原因。肖教授解釋道：浸漬裂解法需要用到前驅(qū)體聚碳硅烷浸漬碳化硅，現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)聚碳硅烷的非常少，主要是國防科大在做，并且不對外出售，因此推廣起來較為困難。但是國內(nèi)已經(jīng)有民營企業(yè)在研究液態(tài)前驅(qū)體陶瓷，估計成功量產(chǎn)后，前驅(qū)體的價格會有所降低，從而改善浸漬裂解法成本過高的問題，實現(xiàn)高密度再結晶碳化硅在點火器和高溫結構材料中的廣泛應用。

2.裂解碳解決溶滲法中潤濕性問題

填碳化硅成本高，工藝復雜，研究通過高溫溶滲法填充Al、MoSi2等非碳化硅物質(zhì)是解決多孔結構的另一方法。肖教授利用裂解碳解決溶滲的物質(zhì)和碳化硅潤濕性的問題，使得溶滲的物質(zhì)可以進入碳化硅孔隙。

3.顆粒粒徑?jīng)Q定陶瓷過濾膜的孔徑

再結晶碳化硅的多孔結構可以經(jīng)過專門的設計做成有序的陶瓷過濾膜，從而將多孔結構有效利用起來。肖教授介紹到：在根據(jù)所過濾物質(zhì)設計多孔陶瓷的孔徑時，其影響因素眾多，但顆粒粒徑對材料孔徑起決定性因素。假設是平均粒徑是10μm的等徑球顆粒，其制備的材料孔徑大概是其五分之一左右，即2μm左右。

機械加工的原始顆粒是不規(guī)則，有棱角的，粒徑分布也較寬。為了更好的設計陶瓷過濾膜的孔徑，需要對顆粒進行球形化處理。由于碳化硅是沒有熔點的，在碳化硅蒸發(fā)-凝聚過程中，越是尖的部位，其蒸氣壓就越高，越容易被蒸發(fā)，從而達到去除碳化硅顆粒棱角，使其球形化的目的。

編者記：

再結晶碳化硅陶瓷由于不含任何燒結助劑，可充分發(fā)揮碳化硅材料的許多優(yōu)異特性，如高溫強度、抗氧化、耐腐蝕性等，因此，特別適合在高溫、強腐蝕性等惡劣環(huán)境下作結構材料或結構—功能一體化應用。

目前，再結晶碳化硅大量的作為高溫結構材料，在窯爐窯具材料中大量應用。比如在半導體里面單晶硅片摻雜時所用的支撐架、輥道窯的輥棒燒成時所用橫梁、燒成支架等。但是在電子封裝、發(fā)熱元件及制備多孔材料的應用還較少。希望在肖教授等專家、學者和企業(yè)家的共同努力下，我國的再結晶碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠早日趕超國際先進水平。