反应键合碳化硅

反应结合碳化硅（RBSC）是一种强度极高且韧性极佳的陶瓷材料，广泛应用于燃气轮机和耐磨部件等众多领域。

反应结合是指将熔融硅渗入多孔碳材料中，从而制备出一种弹性陶瓷复合材料，该材料可通过压制、注塑和挤出等常规陶瓷成型工艺进行成型。

高纯度

碳化硅（SiC）是最坚硬的陶瓷材料之一，即使在高温下也能保持其硬度和强度。碳化硅化学惰性且耐溶剂，还具有良好的导热性——其导热系数仅为钢的一半！JJISCO 生产标准型和定制型碳化硅产品，以满足工业应用的各种需求，提供最佳性能。

反应结合碳化硅 （RBSC）是由多孔的碳化硅（SiC）与碳混合物制成，该混合物中的孔隙被液态或气态硅浸渍，硅与碳发生反应形成额外的碳化硅，从而将原始颗粒粘结在一起，形成致密、坚固的整体。其抗冲击性和耐磨性显著优于烧结碳化硅（SiC）， 同时其耐高温氧化性能又优于化学气相沉积（CVD）碳化硅。

反应结合钢制部件（RBSC）无需依赖会向最终坯体中引入杂质、从而降低其强度的烧结助剂，因此RBSC是扩散炉部件等高纯度应用的绝佳选择。 机械密封件、窑具、燃烧器喷嘴和辐射管也可从该工艺中获益。该工艺还具有出色的温度稳定性，通过减少化学反应和氧化造成的劣化来延长使用寿命；这对于在运行过程中频繁经历温度变化的部件尤为重要；该工艺还具备耐磨性、抗冲击性以及耐化学腐蚀性。

高强度

反应结合碳化硅（RB SiC）在合成材料中拥有最高的莫氏硬度之一，因此具有极高的耐用性。正因如此，RB SiC 既能承受重击，也能抵御高温条件下的高速磨损；这延长了其在采矿作业以及其他高温作业行业中的使用寿命。 此外，其优异的抗氧化和抗腐蚀性能，使RB SiC成为化学应用领域的理想选择。

反应结合碳化硅是通过将熔融硅渗入多孔碳或石墨坯体中制成的，在此过程中，硅与碳发生反应，形成额外的SiC颗粒，这些颗粒随后重新结合到原始的碳化硅基体上。 这种陶瓷制造方法比传统方法快得多，传统方法依赖烧结助剂将致密粉末熔合为致密坯体；其结果是制得的高耐久性材料，具有出色的烧成后尺寸公差和优异的机械强度。

与烧结碳化硅相比，反应结合碳化硅（RB SiC）成本显著更低，且硬度较低，因此适用于需要更高气孔率或气体及液体渗透性的应用场景。 反应结合碳化硅还具有卓越的抗热震性——这意味着它能够承受快速的温度波动而不会丧失强度或性能——这使得RB SiC成为泵、机械密封、轴承及其他工业设备的绝佳材料选择。

高延展性

反应结合是一种陶瓷成型技术，其原理是让液态硅渗入多孔的碳质坯体，与碳发生反应生成更多的碳化硅（SiC），从而将原始的碳质材料粘合在一起。

与传统工艺相比，该工艺可实现更高的延展性，并能在显著降低的温度下生产出近净成型的复杂RBSC产品。

RBSC的传统烧结工艺需要极高的温度；根据所采用的方法（反应结合、热压或无压烧结）的不同，温度可能超过2200摄氏度。然而，随着反应结合技术的出现，该工艺现在可以在更低的温度下进行。

为了最大限度地提高弯曲强度，液体硅必须通过毛细管通道进行渗入，且不得堵塞这些通道。典型的工艺是将a-SiC粉末与石墨或有机粘合剂混合，以增强渗入过程中的放热反应；这会导致B-C-SiC相的形成，并减少残留硅的含量[5]。

凝胶浇铸技术利用凝胶形成体系来塑造最终产品的微观结构和力学性能。然而，丙烯酰胺（AM）作为该应用中最常用的单体，由于其聚合过程受氧气抑制而具有神经毒性，因此需要采用无毒的凝胶形成体系作为替代方案。

较低密度

反应结合碳化硅的硬度和强度虽低于烧结碳化硅，但具有更优异的耐磨性、耐热性和耐化学腐蚀性。 反应结合碳化硅可提供多种形状、尺寸和公差规格，是一种用途广泛的材料，非常适合用于机械密封、轴承、管道、流量控制节流阀，以及采矿业或其他行业中使用的较大耐磨部件。

用于制造SiC陶瓷的反应结合工艺，涉及将液态硅熔体渗入多孔碳或石墨坯体中，使其与碳发生原位反应，形成b-SiC，从而将原本的a-SiC颗粒结合在一起。随后，任何未发生反应的毛细管通道都会被残留的液态硅填充。

RBSC工艺的一大优势在于，其加工温度比烧结工艺更低；然而，由此制得的陶瓷可能含有大量游离硅，在搬运或使用过程中，这些游离硅可能会在压力作用下导致陶瓷破裂。

为了减少游离硅，关键在于保持较短的RS时间，并在预成型体中添加炭黑。随着预成型体中炭黑含量增加至15重量百分比，这不仅能提高坯体材料的相对密度，还能同时提高其弯曲强度和弯曲弹性模量。