Спекание без давления считается перспективным методом спекания керамики из карбида кремния и может быть разделено на твердофазное спекание и жидкофазное спекание в зависимости от механизма спекания.
S. Proehazka спекает ультратонкие порошки β-SiC (содержание кислорода менее 2) путем одновременного добавления соответствующих количеств B и C при
A. Mulla и др. спекали SiC с Al2O3 и Y2O3 в качестве добавок при 1850-1950°C.
А. Мулла и др. спекали 0,5 мкм β-SiC (с небольшим количеством SiO2 на поверхности частиц) при 1850-1950°C, получая керамику SiC с относительной плотностью более 95 от теоретической плотности и с мелкими зернами размером в среднем 1,5 мкм.
Надо отмечает, что чистый SiC может быть плотно спечен только при очень высоких температурах без добавления каких-либо спекающих добавок, поэтому многие внедрили процесс спекания SiC горячим прессованием.
Процесс спекания горячим прессованием используется многими. Имеется много отчетов о спекании SiC горячим прессованием с добавлением вспомогательных средств для спекания,
Alliegro и др. исследовали влияние металлических добавок, таких как B, Al, Ni, Fe и Cr, на плотность SiC и обнаружили, что Al и Fe являются эффективными добавками для спекания SiC горячим прессованием.
Ф.Ф. Ланге исследовал влияние добавления различных количеств Al2O3 на свойства спеченного горячим прессованием SiC и пришел к выводу, что уплотнение при спекании горячим прессованием основано на механизме растворения-восстановления. Однако процесс горячего прессового спекания позволяет получать только компоненты SiC простой формы, а количество изделий, получаемых за один процесс горячего прессового спекания, очень мало.
Небольшое количество продуктов, производимых в одном процессе горячего прессования, не способствует промышленному производству.
Чтобы преодолеть недостатки обычного процесса спекания, компания Duna использовала горячее изостатическое спекание с B и C в качестве добавок для достижения плотности более 98% при 1900°C и комнатной температуре 0,5°C.
Была получена мелкозернистая керамика из карбида кремния с плотностью более 98 и прочностью на изгиб при комнатной температуре около 600 МПа. Хотя горячее изостатическое спекание может дать
сложные, плотные изделия из SiC с хорошими механическими свойствами, HIP спекание требует инкапсуляции заготовки и поэтому является более сложным.
Однако HIP спекание требует инкапсуляции заготовок, поэтому его трудно осуществить в промышленных масштабах.
Реактивное спекание SiC, также известное как самосвязывание SiC, представляет собой химическую реакцию между пористой заготовкой и газовой или жидкой фазой, которая увеличивает массу заготовки и уменьшает поровое пространство.
Спекание - это процесс, в котором пористая заготовка подвергается химической реакции с газовой или жидкой фазой для увеличения массы заготовки, уменьшения пористости и спекания в готовое изделие с определенной прочностью и точностью размеров. Процесс заключается в смешивании порошка α-SiC и графита в определенной пропорции для получения заготовки и последующем нагреве до температуры около 1650 °C.
Процесс состоит из смешивания порошка α-SiC и графита в определенном соотношении для формирования заготовки, нагревания ее до температуры около 1650 °C, а затем инфильтрации Si или паровой фазы Si в заготовку для реакции с графитом с образованием β-SiC.
Уже существующие частицы α-SiC скрепляются друг с другом. Если инфильтрация Si завершена, то получается абсолютно плотное, безразмерное, безусадочное реакционно спеченное тело.
По сравнению с другими процессами спекания, реактивное спекание имеет незначительные изменения размеров в процессе уплотнения и позволяет изготавливать размерные изделия, но наличие значительного количества SiC в спеченном теле делает процесс реактивного спекания более сложным.
Наличие значительного количества SiC в спеченном теле делает высокотемпературные свойства реактивно спеченной керамики из карбида кремния плохими.
