【摘 要】
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碳化硅陶瓷是公认的极具应用前景的陶瓷材料之一。与其他陶瓷材料相比,SiC拥有更高的比强度、比模量和硬度,以及出色的热稳定性和抗氧化性。凭借这些优异的性能特性,已被广泛应用于冶金、化工、航空航天、半导体等领域。为进一步改善单相SiC多孔陶瓷的性能,提高其服役性能及拓展其应用领域。本文首先以工业碳化硅和电熔刚玉为主要原料,采用有机泡沫浸渍法成功制备出SiC-Al2O3多孔材料,并系统研究了烧结温度（1
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碳化硅陶瓷是公认的极具应用前景的陶瓷材料之一。与其他陶瓷材料相比,SiC拥有更高的比强度、比模量和硬度,以及出色的热稳定性和抗氧化性。凭借这些优异的性能特性,已被广泛应用于冶金、化工、航空航天、半导体等领域。为进一步改善单相SiC多孔陶瓷的性能,提高其服役性能及拓展其应用领域。本文首先以工业碳化硅和电熔刚玉为主要原料,采用有机泡沫浸渍法成功制备出SiC-Al2O3多孔材料,并系统研究了烧结温度（1250℃、1350℃和1450℃）和V2O5烧结助剂添加质量分数（0-3%）对制备多孔材料外观形貌、显微结构、物相组成、烧结性能、常温耐压强度和抗热震性的影响。接着,以工业碳化硅、氧化铁和活性碳为原料,采用碳热还原法在不同温度下保温4h合成了 SiC-FexSiy多孔材料,并系统研究了 w（Fe2O3+C）和烧结温度（1500℃、1550℃和1600℃）对SiC-FexSiy多孔材料物相组成、显微结构、烧结性能、常温耐压强度和抗氧化性的影响。并分析了碳化硅基多孔材料的制备过程。本文获得的结果如下:（1）在SiC-Al2O3多孔材料的烧结过程中,原料中的SiC首先在空气中氧化形成SiO2,随后部分生成的SiO2与Al2O3反应形成Al6Si2O13陶瓷增强相,可改善制备多孔材料的常温耐压强度和抗热震性。（2）提高烧结温度和添加适量V2O5,对所制SiC-Al2O3多孔材料的性能均可产生有益影响。当添加1%质量分数V2O5,同时在1450℃保温2h制备的多孔材料综合性能最优,其显气孔率为69.08%,常温耐压强度为2.46MPa,抗热震循环次数为25次（1200℃～室温,空冷）。（3）烧结温度和w（Fe2O3+C）对SiC-FexSiy多孔材料性能影响显著。当w（Fe2O3+C）为21%,并且在1550℃保温4h后,所制材料显示出最佳的综合性能,其显气孔率为46%,平均孔径为6.1μm,常温耐压强度为8.8MPa,抗热震性循环次数为49次（1000℃～室温空冷45次+1000℃～室温水冷4次）。此外,其抗氧化性也相当出色。（4）SiC-FexSiy多孔材料的合成过程包括碳热还原和原位合成两个阶段。碳热还原阶段为材料提供足够的孔隙率,可称为成孔阶段。原位合成阶段原位生成FexSiy增强相,可称为自增强阶段。
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