管式碳化硅陶瓷支撑体的制备与性能影响

摘要

碳化硅(SiC)陶瓷材料具有耐高温、抗冲刷、耐腐蚀、质量轻及良好的热传导性能,自20世纪60年代作为核燃料包壳材料以来,用途日趋广泛,可作为耐磨构件、热交换器、防弹装甲板、大规模集成电路底衬以及火箭发动机燃烧室喉衬和内衬材料,也是燃气涡轮叶片最有潜力的候选材^[1]。对于高性能结构陶瓷,在保证性能的稳定可靠性、降低成本以推进其批量生产等方面,尚存在许多问题需要进一步研究^[2]。而对于烧结致密化非常困难的SiC陶瓷,烧结助剂的选择、优化设计则是需要研究的重要内容之一,因为它与烧结工艺制度一起,通过改变微观结构极大地影响着陶瓷的强度、韧性及介电性等性能指标^[1]。而本文旨在探究不同的有机添加剂对管式碳化硅陶瓷支撑体强度、通量以及烧结温度的影响，然后通过泡压法测孔径，三点弯曲法测强度，阿基米德排水法测孔隙率以及拍电镜来获得各项数据，以期未来可以用于优化管式碳化硅的生产工艺。

关键词：碳化硅 有机添加剂 强度 通量

1-1 碳化硅陶瓷支撑体的性能指标

（1）孔隙率

孔隙率是指多孔体中孔隙所占体积与总体积的比值，为无量纲单位，一般以百分数表示，是多孔陶瓷最为重要的指标，多孔材料的孔隙率决定着其性能，是最主要的影响因素。

（2）孔径及孔径分布

孔径是指多孔陶瓷孔隙的名义直径，一般只有平均或者等效的意义；孔径分布则是指不同大小的孔隙的分布情况。孔径及孔径分布是多孔材料的重要性质之一，这两个参数决定了多孔材料的过滤性能。