Bột gốm silic cacbua (SiC)có ưu điểm là độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống oxy hóa tốt, chống mài mòn và ổn định nhiệt cao, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ, độ dẫn nhiệt cao, ổn định hóa học tốt, v.v. Vì vậy, nó thường được sử dụng trong sản xuất buồng đốt, khí thải nhiệt độ cao thiết bị, miếng vá chịu nhiệt độ, linh kiện động cơ máy bay, bình phản ứng hóa học, ống trao đổi nhiệt và các bộ phận cơ khí khác trong điều kiện khắc nghiệt và là vật liệu kỹ thuật tiên tiến được sử dụng rộng rãi.Nó không chỉ đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực công nghệ cao đang được phát triển (như động cơ gốm, tàu vũ trụ, v.v.) mà còn có thị trường và lĩnh vực ứng dụng rộng lớn sẽ được phát triển trong các ngành năng lượng, luyện kim, máy móc, vật liệu xây dựng hiện nay. , công nghiệp hóa chất và các lĩnh vực khác.

Các phương pháp chuẩn bị củabột cacbua silicchủ yếu có thể được chia thành ba loại: phương pháp pha rắn, phương pháp pha lỏng và phương pháp pha khí.

1. Phương pháp pha rắn

Phương pháp pha rắn chủ yếu bao gồm phương pháp khử cacbon nhiệt và phương pháp phản ứng trực tiếp bằng cacbon silic.Các phương pháp khử cacbon nhiệt còn bao gồm phương pháp Acheson, phương pháp lò đứng và phương pháp chuyển đổi nhiệt độ cao.Bột cacbua silicChế phẩm ban đầu được điều chế bằng phương pháp Acheson, sử dụng than cốc để khử silicon dioxide ở nhiệt độ cao (khoảng 2400 oC), tuy nhiên bột thu được bằng phương pháp này có kích thước hạt lớn (>1mm), tiêu tốn nhiều năng lượng và quá trình này khó khăn hơn. phức tap.Vào những năm 1980, các thiết bị mới để tổng hợp bột β-SiC, như lò đứng và bộ chuyển đổi nhiệt độ cao, đã xuất hiện.Khi quá trình trùng hợp hiệu quả và đặc biệt giữa vi sóng và các chất hóa học trong chất rắn dần được làm rõ, công nghệ tổng hợp bột sic bằng cách nung vi sóng ngày càng hoàn thiện.Phương pháp phản ứng trực tiếp bằng cacbon silic cũng bao gồm phương pháp tổng hợp nhiệt độ cao tự lan truyền (SHS) và phương pháp hợp kim cơ học.Phương pháp tổng hợp khử SHS sử dụng phản ứng tỏa nhiệt giữa SiO2 và Mg để bù đắp lượng nhiệt thiếu hụt.Cácbột cacbua silicthu được bằng phương pháp này có độ tinh khiết cao và kích thước hạt nhỏ, nhưng Mg trong sản phẩm cần được loại bỏ bằng các quy trình tiếp theo như tẩy chua.

Phương pháp 2 pha lỏng

Phương pháp pha lỏng chủ yếu bao gồm phương pháp sol-gel và phương pháp phân hủy nhiệt polymer.Phương pháp sol-gel là phương pháp điều chế gel chứa Si và C bằng quy trình sol-gel thích hợp, sau đó nhiệt phân và khử cacbon nhiệt độ cao để thu được cacbua silic.Phân hủy polyme hữu cơ ở nhiệt độ cao là một công nghệ hiệu quả để điều chế cacbua silic: một là làm nóng gel polysiloxane, phản ứng phân hủy để giải phóng các monome nhỏ, cuối cùng tạo thành SiO2 và C, sau đó bằng phản ứng khử cacbon để tạo ra bột SiC;Cách khác là đun nóng polysilane hoặc polycarbosilane để giải phóng các monome nhỏ tạo thành bộ xương, và cuối cùng tạo thànhbột cacbua silic.

3 Phương pháp pha khí

Hiện nay, quá trình tổng hợp pha khí củacacbua silicBột siêu mịn gốm chủ yếu sử dụng lắng đọng pha khí (CVD), CVD cảm ứng plasma, CVD cảm ứng bằng laser và các công nghệ khác để phân hủy chất hữu cơ ở nhiệt độ cao.Bột thu được có ưu điểm là độ tinh khiết cao, kích thước hạt nhỏ, ít kết tụ hạt và dễ kiểm soát các thành phần.Đây là một phương pháp tương đối tiên tiến hiện nay, nhưng với chi phí cao và năng suất thấp, không dễ để đạt được sản xuất hàng loạt và phù hợp hơn để chế tạo các vật liệu và sản phẩm trong phòng thí nghiệm có yêu cầu đặc biệt.

Hiện nay,bột cacbua silicđược sử dụng chủ yếu là bột cấp độ submicron hoặc thậm chí nano, vì kích thước hạt bột nhỏ, hoạt động bề mặt cao nên vấn đề chính là bột dễ tạo ra sự kết tụ, cần phải sửa đổi bề mặt của bột để ngăn ngừa hoặc ức chế sự kết tụ thứ cấp của bột.Hiện nay, các phương pháp phân tán bột SiC chủ yếu bao gồm các loại sau: biến đổi bề mặt năng lượng cao, rửa, xử lý phân tán bột, biến đổi lớp phủ vô cơ, biến đổi lớp phủ hữu cơ.