碳化硅陶瓷，具有抗氧性强，耐磨性能好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，热膨胀系数小，热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。因此，已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手，日益受到人们的重视。例如，碳化硅陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。
　　碳化硅陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。碳化硅是共价键很强的化合物，碳化硅中Si-C键的离子性仅12％左右。因此，碳化硅强度高、弹性模量大，具有优良的耐磨损性能。纯碳化硅不会被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等碱溶液侵蚀。在空气中加热时易发生氧化，但氧化时表面形成的SiO2会压制氧的进一步扩散，故氧化速率并不高。在电性能方面，碳化硅具有半导体性，少量杂质的引入会表现出良好的导电性。此外，碳化硅还有优良的导热性。
　　碳化硅具有α和β两种晶型。β－碳化硅的晶体结构为立方晶系，Si和C分别组成面心立方晶格；α－碳化硅存在着4H、15R和6H等100余种多型体，其中，6H多型体为工业应用上普遍的一种。在碳化硅的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于1600℃时，碳化硅以β－碳化硅形式存在。当高于1600℃时，β－碳化硅缓慢转变成α－碳化硅的各种多型体。4H－碳化硅在2000℃左右容易生成；15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才易生成；对于6H－碳化硅，即使温度超过2200℃，也是非常稳定的。碳化硅中各种多型体之间的自由能相差很小，因此，微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。
　　现就碳化硅陶瓷的生产工艺简述如下：
　　一、碳化硅粉末的合成
　　碳化硅在地球上几乎不存在，仅在陨石中有所发现，因此，工业上应用的碳化硅粉末都为人工合成。目前，合成碳化硅粉末的主要方法有：
　　1、Acheson法：
　　这是工业上采用多的合成方法，即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得。因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等杂质，在制成的碳化硅中都固溶有少量杂质。其中，杂质少的呈绿色，杂质多的呈黑色。
　　2、化合法：
　　在一定的温度下，使高纯的硅与碳黑直接发生反应。由此可合成高纯度的β－碳化硅粉末。
　　3、热分解法：
　　使聚碳硅烷等有机硅聚合物在1200～1500℃的温度范围内发生分解反应，由此制得亚微米级的β－碳化硅粉末。
　　4、气相反相法：
　　使碳化硅l4和SiH4等含硅的气体以及CH4、C3H8、C7H8和（Cl4等含碳的气体或使CH3碳化硅l3、（CH3）2 碳化硅l2和Si（CH3）4等同时含有硅和碳的气体在高温下发生反应，由此制备纳米级的β－碳化硅超细粉。
　　二、碳化硅陶瓷的烧结
　　1、无压烧结
　　1974年美国GE公司通过在高纯度β－碳化硅细粉中同时加入少量的B和C，采用无压烧结工艺，于2020℃成功地获得高密度碳化硅陶瓷。目前，该工艺已成为制备碳化硅陶瓷的主要方法。美国GE公司研究者认为：晶界能与表面能之比小于1.732是致密化的热力学条件，当同时添加B和C后，B固溶到碳化硅中，使晶界能降低，C把碳化硅粒子表面的SiO2还原除去，因此B和C的添加为碳化硅的致密化创造了热力学方面的有利条件。然而，日本研究人员却认为碳化硅的致密并不存在热力学方面的限制。还有学者认为，碳化硅的致密化机理可能是液相烧结，他们发现：在同时添加B和C的β－碳化硅烧结体中，有富B的液相存在于晶界处。关于无压烧结机理，目前尚无定论。
　　以α－碳化硅为原料，同时添加B和C，也同样可实现碳化硅的致密烧结。
　　研究表明：单独使用B和C作添加剂，无助于碳化硅陶瓷充分致密。只有同时添加B和C时，才能实现碳化硅陶瓷的高密度化。为了碳化硅的致密烧结，碳化硅粉料的比表面积应在10m2／g以上，且氧含量尽可能低。B的添加量在0.5％左右，C的添加量取决于碳化硅原料中氧含量高低，通常C的添加量与碳化硅粉料中的氧含量成正比。
　　近期，有研究者在亚微米碳化硅粉料中加入Al2O3和Y2O3，在1850℃～2000℃温度下实现碳化硅的致密烧结。由于烧结温度低而具有明显细化的微观结构。
　　2、热压烧结
　　50年代中期，美国Norton公司就开始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金属添加物对碳化硅热压烧结的影响。
　　有研究者以Al2O3为添加剂，通过热压烧结工艺，也实现了碳化硅的致密化，并认为其机理是液相烧结。此外，还有研究者分别以B4C、B或B与C，Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C与C作添加剂，采用热压烧结，也都获得了致密碳化硅陶瓷。
　　研究表明：烧结体的显微结构以及力学、热学等性能会因添加剂的种类不同而异。如：当采用B或B的化合物为添加剂，热压碳化硅的晶粒尺寸较小，但强度高。当选用Be作添加剂，热压碳化硅陶瓷具有较高的导热系数。
　　3、热等静压烧结：
　　近年来，为进一步碳化硅陶瓷的力学性能，研究人员进行了碳化硅陶瓷的热等静压工艺的研究工作。研究人员以B和C为添加剂，采用热等静压烧结工艺，在1900℃便获得高密度碳化硅烧结体。更进一步，通过该工艺，在2000℃和138MPa压力下，成功实现无添加剂碳化硅陶瓷的致密烧结。
　　研究表明：当碳化硅粉末的粒径小于0.6μm时，即使不引入任何添加剂，通过热等静压烧结，在1950℃即可使其致密化。如选用比表面积为24m2／g的碳化硅超细粉，采用热等静压烧结工艺，在1850℃便可获得高致密度的无添加剂碳化硅陶瓷。
　　另外，Al2O3是热等静压烧结碳化硅陶瓷的有效添加剂。而C的添加对碳化硅陶瓷的热等静压烧结致密化不起作用，过量的C甚至会压制碳化硅陶瓷的烧结。
　　4、反应烧结：
　　碳化硅的反应烧结法早期在美国研究成功。反应烧结的工艺过程为：先将α－碳化硅粉和石墨粉按比例混匀，经干压、挤压或注浆等方法制成多孔坯体。在高温下与液态Si接触，坯体中的C与渗入的Si反应，生成β－碳化硅，并与α－碳化硅相结合，过量的Si填充于气孔，从而得到无孔致密的反应烧结体。反应烧结碳化硅通常含有8％的游离Si。因此，为保证渗Si的完全，素坯应具有足够的孔隙度。一般通过调整混合料中α－碳化硅和C的含量，α－碳化硅的粒度级配，C的形状和粒度以及成型压力等手段来获得适当的素坯密度。

　总之，碳化硅陶瓷的性能因烧结方法不同而不同。一般说来，无压烧结碳化硅陶瓷的综合性能优于反应烧结的碳化硅陶瓷，但次于热压烧结和热等静压烧结的碳化硅陶瓷