1。1 多孔 SiC 陶瓷

多孔 SiC 陶瓷不仅具有高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗 磨损以及低的摩擦系数等优异特性，而且它的耐高温、高强度和高弹性模量等力学性能 也比其他陶瓷材料好很多。基于以上优良特性，再利用其良好的过滤性能，将其应用到 过滤元件材料上，能得到很好的收益效果。论文网

多孔 SiC 陶瓷的缺点是断裂韧性较低，即脆性较大，不能承受高强度应力的考验， 因此就限制了多孔 SiC 陶瓷在各方面的应用。为此近几年以 SiC 陶瓷为基的多孔陶瓷， 如纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化、梯度功能材料相继出现，以及添加改性剂等， 改善了多孔 SiC 陶瓷材料的韧性、强度和过滤性能[2]。

1。1。1 SiC 的结构和性质

SiC 是共价键很强的化合物，它的晶体结构有很多不同的类型[3-5]。SiC 分子结构中 主要存在的碳硅键的离子性大约是 10％，可以参考 Pauling 对电负性的计算方法[6]，所 以，SiC 的耐磨损性能很好，而且具有很高的弹性模量和非常高的强度。纯的 SiC 有极 强的耐强酸强碱腐蚀能力，尽管在空气中加热时会被氧气氧化，但氧化程度和速率都不 是很高，因为发生氧化反应时 SiC 表面会形成一层二氧化硅薄膜，会抑制空气中的氧气 对 SiC 继续氧化。除此之外，SiC 还具有不错的半导体性和导热性能。

SiC 最常见的结构有α-SiC 和β-SiC 两种晶型[7]，如图 1-1 所示。α-SiC 晶型有很多种

类型体，而β-SiC 具有立方晶系的晶体结构，在不同的温度环境下，SiC 会以不同晶型 的形式存在，而且在一定的温度条件下，各种不同晶型的类型体还可以相互进行转换。

图 1-1 SiC 主要的两种晶体结构

SiC 的结构特点使其具有强度高、弹性模量大等优异性能，而且当温度升到很高时 这些性能也能够保持不变，具体可以表现在以下几个方面[3,7,8]：

(1) 抗化合性：在含有氧气的环境中，碳化硅材料反应温度达到 1400℃时，在碳化 硅晶体的表层会生成二氧化硅保护层。随着温度的继续升高，保护层会逐渐加厚，抵制 了里面未被氧化的碳化硅继续被化合，因此碳化硅有较好的抗化合性。但 1700℃是碳化 硅在含氧环境下的最高工作气温，因为当气温达到 1700℃以上的话，碳化硅化合反应会 加剧，形成的二氧化硅保护层会慢慢被破坏，进而进一步氧化保护层里面的碳化硅。

(2) 耐酸碱性：在含有酸、碱及化合物的情况下时，因为碳化硅材料表面的二氧化 硅保护层的作用，碳化硅具有非常非常强的抗酸腐蚀能力，同时也具有一定的抗碱性腐 蚀能力。

(3) 高密度：各样碳化硅晶体的颗粒密度非常接近，一般情况下，应该是 3。30 g/ mm³， 其碳化硅材料的密度在 1。1--1。7 g/ mm³之间，其大小取决于其颗粒形状的大小、粒度类 型以及颗粒的合成。

上述 SiC 所具有的特殊结构以及其陶瓷材料的优异性能决定了以 SiC 为基体的多孔

SiC 陶瓷也具有一系列优良的物化性质和材料性能。

1。1。2 多孔 SiC 陶瓷的特点和应用

多孔 SiC 陶瓷是一种具有高孔隙率和三维立体网络结构以及可以相互贯通气孔结构 的新功能材料，如图 1-2 所示。特殊的结构使其具有以下特殊特性：

(1) 气孔率高：多孔 SiC 陶瓷的内部结构具有非常多的可以控制孔径大小的气孔， 气孔有开口和闭口气孔之分，闭口气孔可以传递声音以及液体与固体的传递，还可以阻 隔热量，而开口气孔则具有消除回声，过滤，吸收吸附等作用，多孔 SiC 陶瓷材料应用 在过滤元件方面上时就是利用其开气孔的特点。文献综述