埃尔派知识课堂：碳化硅陶瓷前驱粉体的制备方法

碳化硅陶瓷是一种人造的强共价键非氧化物陶瓷材料。其性能不仅与烧结的工艺有关，还与前驱粉体的物化特性、制备方法、辅助制剂的组成和含量有关，而制备方法直接影响多相物质之间的分布界面特性。

共沉淀法

共沉淀法的基本原理是，含有多种阳离子的可溶性盐溶液在加入沉淀剂后，所有离子完全沉淀。共沉淀法操作简单，对设备和技术的要求不高，且产品纯度高、成本低。但洗除原溶液中的阴离子有一定难度，无法实现微观组的均匀性，得到的粒子粒径分布宽、分散性差。

均相沉淀法

均相沉淀法是指利用尿素的水解反应，使构品离子缓慢、均匀产生的方法。该方法解决了直接添加沉淀剂导致局部浓度不均匀的缺点，从而使得沉淀物颗粒均匀而致密，便于洗涤过滤，制得的产品具备粒度小、分布窄、团聚少等优点。但阴离子的洗涤过程繁杂，能耗高、效率低，不适合工业生产。

固相反应法

固相反应法的基本过程是：将固体原料互相混合后进行长时间加热，反应物的接触界面离子在高温下会自扩散和互扩散，或发生化学键断裂，这种变化向原料内部深度扩散，直至生成新物质。传统的高温固相法存在一定的缺点，如合成温度高、反应时间长、产物颗粒粗等，需要经球磨进一步处理，而球磨会影响其二次特性。

燃烧合成法

燃烧法是利用有机燃料和金属盐溶液之间的放热反应，使反应体系快速升温，直接生成YAG相。该方法省时节能，产物粒度小，且粒径分布均匀。但影响反应的因素较多，如燃料类型、燃料和金属盐的摩尔比、燃烧温度等。

水热合成法

水热合成法是高温、高压环境下，原料在水、水溶液或蒸汽等流体中进行化学反应的方法。此法既可制备单组分的微小晶体，也可制备多组分的特殊化合物粉末，其产品具有纯度高、分散性好、分布窄、无团聚等优点。由于避开了前驱体的锻烧过程，因此粉末中不含硬团聚，烧结性极佳。

喷雾干燥法

该方法是将粉体流态化后喷到热空气中快速干燥，从而得到形状规则的球状粉粒。喷雾干燥法可避免各组份的再团聚和沉降分离，制得的产品粒度分布均匀、流动性好，适合连续自动成型工艺。但此法反应温度低，不易包裹均匀，雾化时液滴容易粘连，排水时组分容易偏析，干燥时前驱体容易流失。

高能球磨法

高能球磨法是将两种以上的金属或非金属粉末经高能球磨加工成为具有微细组织结构的合金或陶瓷粉末。高能球磨法工艺简单，是一种节能、高效的材料制备技术，能够制备常温下难以制得的材料。但其产品粒度分布不均匀，容易掺入杂质，部件也易磨损，有待更深层次的研究。

溶胶－凝胶法

溶胶－凝胶法的基本原理是以液体化学试剂配置成硅的醇盐前驱体，将它在低温下溶于溶剂形成均匀的溶液，加入凝固剂使醇盐发生水解、聚合反应后生成均匀而稳定的溶胶体系，再经长时间放置或干燥处理，浓缩成硅和碳在分子水平上的混合物或聚合物，继续加热形成混合均匀且粒径细小的两相混合物，最终在高温条件下发生碳还原反应制得碳化硅细粉。该方法的工艺产物中残留的羟基和有机溶剂对人体有害，且原料成本高，处理过程中收缩量大。

高性能的碳化硅陶瓷材料具有高技术、高附加值等特点，超细粉碳化硅以其耐高温、耐化学腐蚀、高热导率、低热膨胀等性能在汽车、机械化工、环境保护、空间技术、信息电子、能源等领域得到广泛应用。尽管碳化硅应用广泛、制备技术日趋完善，但仍需加强合成过程机理、制备工艺技术以及工业化生产设备等方面的研究工作，以提高其产率与产量。