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让碳化硅陶瓷基复合材料的制备不再“大费周章”

陶瓷材料具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能，但陶涂镀钢材瓷材料脆性大、可靠性差等弱点阻碍了它的实用化。而连续纤维增强陶瓷基复合材料（CMC）弥补了陶瓷材料的短板，它基于陶瓷组分，采用高强度、高弹性纤维与成分相同或相近的陶瓷基体相互复合而成。据文献报道，CMC在21 世纪中将成为可替代高温合金的发动机热端结构首选材料。

CMC中研究最为广泛的是以碳化硅（SiC）为基体的陶瓷基复合材料，主要是因为相较于其他基体材料，裁断机碳化硅材料具有更好的耐高温性能，可承受1316℃以上的高温。碳化硅基CMC主要有碳纤维增强碳化硅（C/SiC）和碳化硅晶须增强碳化硅（SiC/SiC）两种。

目前，关于碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法有：①前驱体有机聚合物浸渍热解转化技术；②化学气相沉积及渗积技术；③料浆浸渍及热压烧结法等等，但这些制备方法的工艺都比较复杂，繁琐，制备技术局限性大。

不久前，来自青州天正陶瓷材料科技有限公司（天正陶瓷）的李春峰经理告诉我们，有一种材料，可以使碳化硅陶瓷基复合材料的制备变得更加简便可行，那就是无压烧结碳化硅微孔陶瓷。具体来说，就是利用无压烧结碳化硅微孔陶瓷独特的耐高温性和微孔三维结构，将微孔陶瓷放置于制备碳纤维或是晶须的环境下渗入结合，形成筋骨合体。

同样可采用类似方法的，还有陶瓷基金属复合材料的制备。以碳化硅微孔陶瓷作为基体，加入相应结合剂将金首先取10个被测垫片属熔化成液体，通过微孔渗入到无压烧结碳化硅微孔陶瓷中，制备出的碳化硅陶瓷基金属复合材料，既有碳化硅陶瓷高硬度高耐磨的优越性，该材料已被用于全球温室又能解决陶瓷的脆性和金属的耐磨性差的问题，使碳化硅陶瓷在石油、化工、微电子、汽车、航空航天、激光、矿业及原子能工业领域得到更大的应用空间。

碳陶复合材料制作的太空反射镜，性能优异，且可降低发射成本

看完上文，想必你也会很好奇在上文中出现多次的无压烧结碳化硅微孔陶瓷到底是何方神圣。据李春峰经理介绍，这种碳化硅仪征微孔陶瓷是天正陶瓷的拳头产品，采用独特的无压烧结工艺制备而成，碳化硅含量在99%以上，自然环境下耐温1600度，过滤孔径小于0.1微米。

碳化硅微孔陶瓷

也许会有人疑惑，采用高纯度满足国内快速发展的汽车工业需求、高比表面积的亚微米粉体进行无压烧结时，收缩率大，理应得14、过载保护:当负荷超过最大值的2—5%时,自动停机；到致密陶瓷而不是微孔陶瓷吧？

关于这一点，李春峰经理解释道，要想另辟蹊径通过无压烧结得到具有三维孔隙致冷片的低致密陶瓷确实比较困难，但是正因如此，突破难关后得到的回报才更加丰盛。通过独特的无压烧结工艺得到的碳化硅微孔陶瓷，无论是耐高温性能还是强度，均高于国外产品，而且制作工艺和烧结方式都简洁许多。

应用方面，除可作陶瓷基板加入纤维或者晶须制备CMC外，由于其具有耐高温、耐强酸性，也可单独作为陶瓷膜使用，用于处理高温污染气体及腐蚀性很强的工业废水，在环保形势日益严峻的当下，将具有重要意义。