反应烧结制备SiC陶瓷的研究进展

介绍了传统烧结、Hucke工艺和反应烧结碳化硅陶瓷材料的制备工艺,总结了3种烧结机理,讨论了成形工艺、氧化、素坯密度、真空热处理温度等几种因素对反应烧结碳化硅陶瓷组织和力学性能的影响,最后对反应烧结碳化硅存在的问题和今后的发展方向进行了总结和展望.     

高压注浆成形工艺步骤及参数确定原则的探讨

本文分析了卫生陶瓷高压注浆成形工艺中坯体形成的特点，在大量实验的基础上，对目前的高压注浆工艺步骤进行改进，提出了符合高压注浆成形工艺的参数确定原则。     

工艺制度对反应烧结SiC耐磨材料性能与结构的影响

通过研究熔渗温度和时间及烧成工艺制度的不同对反应烧结SiC耐磨材料性能与结构的影响,确定最佳的工艺制度。分析了样品的体积密度、开口气孔率、显微硬度、磨损量等物理性能。采用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪对样品的断口形貌、内部成分和结构进行了表征。发现反应烧结碳化硅在1430℃保温3h,烧成温度1550℃保温2h这种工艺制度下,制备出体积密度为2.73g/cm3,硬度为2917.67hv、磨损量为0.0018g的陶瓷材料。     

卫生陶瓷高压树脂模型注浆成形工艺

较详细论述了高压树脂模型注浆成形机理、高压注浆成形各阶段工艺参数的作用与坯体质量的关系，以及影响高压注浆成坯质量的其他因素。对卫生陶瓷高压注浆成形工艺的优缺点及应用前景进行了分析，以使国内同行对采用高压注浆成形工艺制造卫生陶瓷有一个初步认识，为今后高压注浆成形工艺在国内推广提供参考依据。     

无烟超低灰纯煤冶炼高品质碳化硅工艺研究

实验研究了采用太西无烟超低灰纯煤冶炼高品质碳化硅的工艺技术,分析了原料煤灰分、粒度,石英砂中SiO2纯度、粒度以及炉芯尺寸、供电方式和供电时间等参数对碳化硅冶炼效果的影响,确定了最佳工艺指标。     

反应烧结碳化硼/碳化硅凝胶注模成形工艺的研究

以碳化硼颗粒为增强相,采用凝胶注模成形工艺制备反应烧结B_4C/SiC复合材料。通过对低粘度、高固相含量碳化硼、炭黑和碳化硅浆料的制备技术以及凝胶注模成形工艺参数的研究,制备出了结构均匀、致密度高的反应烧结碳化硼/碳化硅复合陶瓷。并分析了碳化硼、炭黑和碳化硅料浆制备过程中不同碳化硅颗粒级配、碳化硼含量和碳化硼颗粒大小、球磨时间、料浆pH值、固相含量对料浆粘度的影响。     

电子秤称重监控注浆成形碳化硅制品壁厚的工艺研究

运用电子秤对碳化硅泥浆注浆成形过程中减小重量的监控，实现坯体壁厚的控制。     

颗粒级配和烧结助剂对碳化硅材料密度的影响

为了制备热镀锌内加热器保护套管用致密碳化硅材料,首先,以4种粒度(1、15、60和200μm)的碳化硅粉为原料,配制了10种颗粒级配不同的碳化硅混合料,以相同的工艺压制成型为坯体,检测坯体的体积密度,从中优选出体积密度最大的最佳颗粒级配。然后,取最佳颗粒级配的碳化硅混合粉,分别添加Al_2O_3、Y_2O_3配比不同的3种Al_2O_3-Y_2O_3复合烧结助剂,经混练、成型、烘干、烧成等工序制成碳化硅材料,检测其体积密度和相对密度,并观察其显微结构。结果表明:1)当碳化硅混合粉中200、60、15和1μm碳化硅粉的质量分数分别为55%、20%、20%和5%时,其成型坯体的体积密度最大;2)使用最佳颗粒级配的碳化硅混合粉,当添加的Al_2O_3-Y_2O_3复合烧结助剂中m(Al_2O_3)m(Y_2O_3)=5 12时,所得碳化硅材料的相对密度达到最大,碳化硅完全被玻璃相(钇铝石榴石)所包覆和黏结;3)综合比较,添加10%(w)的m(Al_2O_3)∶m(Y_2O_3)=5∶12的Al_2O_3-Y_2O_3复合烧结助剂的试样,烧后的相对密度最大。     

陶瓷基复合材料胶态成形工艺研究进展

重点介绍了几种主要陶瓷基复合材料胶态成形工艺，包括注浆成形、注射成形、凝胶注模成形、直接凝固注模成形、温度诱导絮凝成形、水解辅助固化成形、电泳浇注成形和溶胶一凝胶法成形。对上述工艺的原理、工艺过程及特点进行了比较，并提出了陶瓷成形工艺的关键问题。     

卫生陶瓷成形工艺及其影响因素

笔者详细介绍了卫生陶瓷成形工艺过程、成形注浆方式、压力成形工艺以及成形工艺技术的演变过程,提出了影响成形工艺和质量的因素,对卫生陶瓷企业生产具有一定的借鉴指导作用。     

四氯化硅和四氟化硅的研究比较

SiCl4主要是作为改良西门子法生产多晶硅的副产物得到,SiF4主要是作为磷肥工业的副产物氟硅酸分解得到,但是二者纯度都不能满足生产多晶硅的要求,需进行分离纯化得到高纯物质。本文针对SiCl4和SiF4的物化性质、合成工艺、精制方法、应用前景等方面做了探讨和比较,指出SiF4比SiCl4更具应用前景。     

工业硅中硅含量的测定

介绍了用氢氟酸重量法直接测定工业硅中硅含量的方法。试样用硝酸和氢氟酸分解,使硅生成四氟化硅除去。然后进入高温炉中灼烧。根据氢氟酸处理前后的质量差,扣除铁氧化成三氧化二铁的增量,计算硅的质量百分数。本方法的相对标准偏差小于0.20%。     

Making reusable reaction-bonded silicon nitride crucibles for silicon casting from kerf-loss silicon waste

Silicon kerf loss during wafer slicing and the broken quartz crucibles after silicon casting are two major solid wastes from photovoltaic (PV) industry. Especially, the recycle of kerf-loss silicon has become an urgent issue because near 100 000 t of solid wastes are generated every year. One of the most meaningful recycle routes of the kerf-loss silicon is to make silicon nitride crucibles to replace the quartz crucibles. In this study, we demonstrated how this is feasible through acid leaching refining, slip casting, and nitridation. The reaction-bonded silicon nitride (RBSN) crucibles after oxidation were found pure enough for silicon ingot growth. More importantly, they could be reused after ingot growth. With the present examples, the potential of using the kerf-loss silicon for fine ceramics is prominent.     

碳化硅微粉中去除硅和二氧化硅工艺的研究

本文主要研究了除去碳化硅微粉中硅和二氧化硅的方法及最佳工艺条件.     

多晶硅水性切削液除硅研究

以废切削液回收PEG后剩余的废砂为原料,采用酸溶和碱溶两种方法除去废砂中的多晶硅杂质,回收SiC微粉,并对两种方法的可行性及工艺条件进行了研究。结果表明,酸法除硅时,当HF浓度为4 mol/L,硝酸浓度为2 mol/L,温度为35℃,反应时间为70 min时,可使回收微粉中硅杂质含量在0.1%~0.2%。碱法除硅时,当NaOH的溶液3%左右,温度在70℃,反应时间2 h,可使回收微粉中硅杂质含量在0.2%~0.3%。粒度分析表明,酸法及碱法回收产品粒径分布均能满足指标要求,且碱法回收产品粒径分布与新砂一致。     

Detonation synthesis of nanoscale silicon carbide from elemental silicon

Direct reaction of precursors with the products of detonation remains an underexplored area in the ever-growing body of detonation synthesis literature. This study demonstrated the synthesis of silicon carbide during detonation by reaction of elemental silicon with carbon products formed from detonation of RDX/TNT mixtures. Continuum scale simulation of the detonation showed that energy transfer by the detonation wave was completed within 2–9 μs depending on location of measurement within the detonating explosive charge. The simulated environment in the detonation product flow beyond the Chapman-Jouguet condition where pressure approaches 27 GPa and temperatures reach 3300 K was thermodynamically suitable for cubic silicon carbide formation. Carbon and added elemental silicon in the detonation products remained chemically reactive up to 500 ns after the detonation wave passage, which indicated that the carbon-containing products of detonation could participate in silicon carbide synthesis provided sufficient carbon-silicon interaction. Controlled detonation of an RDX/TNT charge loaded with 3.2 wt% elemental silicon conducted in argon environment lead to formation of ～3.1 wt% β-SiC in the condensed detonation products. Other condensed detonation products included primarily amorphous silica and carbon in addition to residual silicon. These results show that the energized detonation products of conventional high explosives can be used as precursors in detonation synthesis of ceramic nanomaterials.     

氮化硅结合碳化硅树料的抗渣侵蚀性

借助光学显微镜、扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射分析等手段，研究了矿渣侵蚀后的氮化硅结合碳化硅材料的显微结构和物相组成．探讨了氮化硅结合碳化硅材料的损坏机理。     

氯化亚铜催化四氯化硅和硅耦合加氢的机理研究

以氯化亚铜为催化剂、使用固定床反应器,对四氯化硅和硅耦合加氢反应进行反应历程中固体催化物种活性变化的机理研究。利用程序升温策略使Cu3Si在反应前完全生成,开启反应后观察到包含诱导期、稳定期、失活期的反应活性曲线,对诱导期的成因进行了讨论,认为Cu3Si在反应气氛下的氯化是形成活性中心的必要条件。使用惰性气体吹扫降温法制备了不同反应阶段的颗粒样品。利用SEM-EDS、XRD、XRF等研究了反应历程中表面形貌、晶型及体相组成的演化规律,提出了反应失活模型,认为颗粒表面形貌组成的变化导致扩散速率下降是失活的原因。