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 　　中科院寧波材料所核能材料工程實驗室（籌）近日對外宣布，由該所承擔的國家自然科學基金資助項目——新型碳化硅陶瓷致密化燒結助劑開發取得關鍵性突破。該項目開發出具有三元層狀的Y3Si2C2材料，其作為碳化硅陶瓷新型的燒結助劑具有低溫液相存在和高溫相分解的特性，能起到促進碳化硅陶瓷高溫燒結過程中晶粒重排和晶界處重結晶的效果，從而有效提升產品性能。

　　據研究人員介紹，由于碳化硅是強共價化合物，原子擴散能力低，因此在高溫下很難燒結致密，通常需要添加高溫燒結助劑來實現。但大量燒結助劑的使用會造成碳化硅陶瓷高溫強度下降和熱學性質惡化，因此探索合適的碳化硅陶瓷燒結法是關注重點。此外，陶瓷常規工藝均采用粉末冶金方法實現燒結助劑和基體陶瓷粉體的混合，存在著添加劑混合不均勻、球磨介質雜質引入等缺點。

　　為解決上述問題，課題組在前期研發的中子吸收硼化物陶瓷成果基礎上，發展出了顆粒表面包裹新技術。該技術突破了傳統陶瓷球磨工藝效率低的難題，成功制備出亞微米級均勻分布的兩相復合粉體，合成燒結助劑均勻包裹碳化硼的核殼結構，對于低溫致密化燒結效果顯著。該方法在纖維和晶須表面包裹MAX相陶瓷涂層也獲得成功，顯示出良好的合成工藝普適性。科研人員進一步探索實驗采用熔鹽法，在碳化硅顆粒表面原位反應包覆可控Y3Si2C2涂層，制備出核—殼結構的復合粉體。該復合粉體通過在1700℃、45MPa條件下的放電等離子燒結（SPS），實現了相對致密度為99.5%碳化硅陶瓷的制備。

　　碳化硅陶瓷是現代工程陶瓷之一，硬度僅次于金剛石，具有熱膨脹系數小、熱導率高、化學穩定性好、耐磨性能強、在高溫下仍具有良好力學性能和抗氧化性能等特性，是最具發展前景的結構陶瓷。與其他結構陶瓷相比，碳化硅原料來源豐富、制備工藝方法多，可以適應各種不同使用工況的要求，是除了氧化鋁以外最可能形成產業化規模的工程結構陶瓷。隨著碳化硅陶瓷在石油化工等領域中應用范圍越來越廣，提高碳化硅陶瓷性能的同時降低生產成本也成為急需解決的問題。而實現碳化硅陶瓷的低溫燒結，既可顯著降低能耗，又能明顯降低生產成本，對推動碳化硅陶瓷產品的產業化升級具有積極作用。