大尺寸、复杂形状碳化硅陶瓷部件的低成本、高可靠性先进制备科学研究

碳化硅陶瓷具有优异的力学性能、耐磨耐腐蚀和特殊的电、热学性能等，在航.天、汽车、军工及机械动力等方面都有重要的应用前景。但是，到目前为止，制备技术仍然.是限制其应用的瓶颈问题，特别是对于大尺寸、复杂形状的SiC 制品。凝胶注模成型是一种先进的近净形状制备技术。但是，目前的凝胶注模成型体系在浆料稳定性、粉体沉降控制方面仍未很好解决，且工艺过程复杂、可靠性和可重复性差，不利于低成本制备大尺寸、复杂形状的样品。本立项结合高分子化学、胶体化学、陶瓷工艺学等理论，系统研究浆料稳定、粉体沉降以及凝胶固化和干燥的物理化学机理，提出采用混合引发体系、引入流变改性剂等途径对凝胶注模体系进行改进和优化，确保浆料的稳定性、素坯的结构均匀性和工艺的可控性。在此基础上，简化现有的凝胶注模成型工艺，开发低成本、实用化、高效率和高可靠性的面向工业化的较理想的制备工艺。制备出大尺寸、复杂形状、高性能的SiC制品。

碳化硅陶瓷具有优异的力学性能、耐磨耐腐蚀和特殊的电、热学性能等，在航天、汽车、军工及机械动力等方面都有重要的应用前景。但是，制备技术一直是限制其应用的瓶颈问题，特别是对于大尺寸、复杂形状的 SiC 制品。凝胶注模成型是一种先进的近净形状制备技术。但是，目前的凝胶注模成型体系在浆料稳定性、粉体沉降控制方面仍未很好解决，且工艺过程复杂、可靠性和可重复性差，不利于低成本制备大尺寸、复杂形状的样品。本研究结合高分子化学、胶体化学、陶瓷工艺学等理论，系统研究浆料稳定、粉体沉降以及凝胶固化和干燥的物理化学机理，提出采用混合引发体系、引入流变改性剂等途径对凝胶注模体系进行调控和优化，确保了浆料的稳定性、素坯的结构均匀性和工艺的可控性。在此基础上，提出了简化的凝胶注模成型工艺，开发出低成本、实用化、高效率和高可靠性的面向工业化的较理想的制备工艺。进一步结合Master Sintering Curve(MSC) 烧结理论，研究了SiC陶瓷材料的烧结致密化机理，改进和优化了烧结致密化工艺，制备出大尺寸、复杂形状、高性能的SiC制品。