碳化硅陶瓷是一種人造的強(qiáng)共價(jià)鍵非氧化物陶瓷材料。其性能不僅與燒結(jié)的工藝有關(guān)，還與前驅(qū)粉體的物化特性、制備方法、輔助制劑的組成和含量有關(guān)，而制備方法直接影響多相物質(zhì)之間的分布界面特性。

共沉淀法

共沉淀法的基本原理是，含有多種陽(yáng)離子的可溶性鹽溶液在加入沉淀劑后，所有離子完全沉淀。共沉淀法操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備和技術(shù)的要求不高，且產(chǎn)品純度高、成本低。但洗除原溶液中的陰離子有一定難度，無(wú)法實(shí)現(xiàn)微觀組的均勻性，得到的粒子粒徑分布寬、分散性差。

均相沉淀法

均相沉淀法是指利用尿素的水解反應(yīng)，使構(gòu)品離子緩慢、均勻產(chǎn)生的方法。該方法解決了直接添加沉淀劑導(dǎo)致局部濃度不均勻的缺點(diǎn)，從而使得沉淀物顆粒均勻而致密，便于洗滌過(guò)濾，制得的產(chǎn)品具備粒度小、分布窄、團(tuán)聚少等優(yōu)點(diǎn)。但陰離子的洗滌過(guò)程繁雜，能耗高、效率低，不適合工業(yè)生產(chǎn)。

固相反應(yīng)法

固相反應(yīng)法的基本過(guò)程是：將固體原料互相混合后進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間加熱，反應(yīng)物的接觸界面離子在高溫下會(huì)自擴(kuò)散和互擴(kuò)散，或發(fā)生化學(xué)鍵斷裂，這種變化向原料內(nèi)部深度擴(kuò)散，直至生成新物質(zhì)。傳統(tǒng)的高溫固相法存在一定的缺點(diǎn)，如合成溫度高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)物顆粒粗等，需要經(jīng)球磨進(jìn)一步處理，而球磨會(huì)影響其二次特性。

燃燒合成法

燃燒法是利用有機(jī)燃料和金屬鹽溶液之間的放熱反應(yīng)，使反應(yīng)體系快速升溫，直接生成YAG相。該方法省時(shí)節(jié)能，產(chǎn)物粒度小，且粒徑分布均勻。但影響反應(yīng)的因素較多，如燃料類型、燃料和金屬鹽的摩爾比、燃燒溫度等。

水熱合成法

水熱合成法是高溫、高壓環(huán)境下，原料在水、水溶液或蒸汽等流體中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法。此法既可制備單組分的微小晶體，也可制備多組分的特殊化合物粉末，其產(chǎn)品具有純度高、分散性好、分布窄、無(wú)團(tuán)聚等優(yōu)點(diǎn)。由于避開(kāi)了前驅(qū)體的鍛燒過(guò)程，因此粉末中不含硬團(tuán)聚，燒結(jié)性極佳。

噴霧干燥法

該方法是將粉體流態(tài)化后噴到熱空氣中快速干燥，從而得到形狀規(guī)則的球狀粉粒。噴霧干燥法可避免各組份的再團(tuán)聚和沉降分離，制得的產(chǎn)品粒度分布均勻、流動(dòng)性好，適合連續(xù)自動(dòng)成型工藝。但此法反應(yīng)溫度低，不易包裹均勻，霧化時(shí)液滴容易粘連，排水時(shí)組分容易偏析，干燥時(shí)前驅(qū)體容易流失。

高能球磨法

高能球磨法是將兩種以上的金屬或非金屬粉末經(jīng)高能球磨加工成為具有微細(xì)組織結(jié)構(gòu)的合金或陶瓷粉末。高能球磨法工藝簡(jiǎn)單，是一種節(jié)能、高效的材料制備技術(shù)，能夠制備常溫下難以制得的材料。但其產(chǎn)品粒度分布不均勻，容易摻入雜質(zhì)，部件也易磨損，有待更深層次的研究。

溶膠－凝膠法

溶膠－凝膠法的基本原理是以液體化學(xué)試劑配置成硅的醇鹽前驅(qū)體，將它在低溫下溶于溶劑形成均勻的溶液，加入凝固劑使醇鹽發(fā)生水解、聚合反應(yīng)后生成均勻而穩(wěn)定的溶膠體系，再經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間放置或干燥處理，濃縮成硅和碳在分子水平上的混合物或聚合物，繼續(xù)加熱形成混合均勻且粒徑細(xì)小的兩相混合物，最終在高溫條件下發(fā)生碳還原反應(yīng)制得碳化硅細(xì)粉。該方法的工藝產(chǎn)物中殘留的羥基和有機(jī)溶劑對(duì)人體有害，且原料成本高，處理過(guò)程中收縮量大。

高性能的碳化硅陶瓷材料具有高技術(shù)、高附加值等特點(diǎn)，超細(xì)粉碳化硅以其耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、高熱導(dǎo)率、低熱膨脹等性能在汽車、機(jī)械化工、環(huán)境保護(hù)、空間技術(shù)、信息電子、能源等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。盡管碳化硅應(yīng)用廣泛、制備技術(shù)日趨完善，但仍需加強(qiáng)合成過(guò)程機(jī)理、制備工藝技術(shù)以及工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備等方面的研究工作，以提高其產(chǎn)率與產(chǎn)量。