前言

　　碳化硼近二十年的發(fā)展很快，國內(nèi)年產(chǎn)量從40噸增長到4000噸，用途從單一的自由研磨發(fā)展到耐火、航空航天、化工治金、核工業(yè)和工程陶瓷等方面，發(fā)展迅速與現(xiàn)代高速發(fā)展科技技術(shù)有關(guān)，由此可知碳化硼還可能開拓出新的用途。

　　高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，有力地推動了新材料開發(fā)和使用領(lǐng)域的日益擴大，碳化硼也不例外，它是一種重要的無機非金屬材料，制造高純、超細(xì)的碳化硼粉末，以及納米級的碳化硼粉體、晶體和晶須等和加工碳化硼工程陶瓷制品將成為今后碳化硼發(fā)展的主要方向。

　　傳統(tǒng)陶瓷是以粘土為主要原料燒制而成，其主要成分為含硅酸鹽。工程陶瓷是由氧化物、碳化物、硼化物、硅化物或其它無機非金屬材料制成的陶瓷。碳化硼工程陶瓷以碳化硼為主要原料或陶瓷材料中摻入碳化硼與碳化硼纖維組成的復(fù)相纖維增強型陶瓷。它可以采用熱壓、等靜壓及氣相沉積等多種成型方法，碳化硼特種陶瓷由于其化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)及性能優(yōu)于普通陶瓷，顯示出其特殊性質(zhì)和功能，如高強度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、吸收中子、防彈和抗輻射、半導(dǎo)體特性等。碳化硼陶瓷可作為工程結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于機械、電子、化工、冶煉、醫(yī)學(xué)、激光、核反應(yīng)、宇航等方面。許多經(jīng)濟發(fā)達國家在考慮新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向時選擇的基礎(chǔ)材料就有碳化硼，并投入大量人力、物力和財力研究開發(fā)碳化硼陶瓷制品。目前國內(nèi)碳化硼陶瓷的發(fā)展并不迅速，在技術(shù)上也有許多需要突破的關(guān)鍵。但是碳化硼陶瓷在現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)，特別是在高技術(shù)、新技術(shù)領(lǐng)域中的地位日趨重要。本世紀(jì)初許多科學(xué)家預(yù)言：碳化硼陶瓷在二十一世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，必定會占據(jù)十分重要的地位。

　　二、碳化硼生產(chǎn)工藝技術(shù)的新發(fā)展

　　1、在粉末制備方面，目前最引人注目的是研究高純超細(xì)碳化硼粉體的制造技術(shù)。高純超細(xì)碳化硼粉體是制造碳化硼特種陶瓷必備的基礎(chǔ)材料，如碳化硼超細(xì)微粉、碳化硼納米粉、碳化硼核級粉、碳化硼纖維、碳化硼晶須、醫(yī)用碳化硼敷料等。高純超細(xì)碳化硼粉體的制造技術(shù)，能制備碳化硼達到用以往方法所不能加工的細(xì)度和純度，獲得超細(xì)高純度的碳化硼，對提高碳化硼陶瓷的生產(chǎn)效率，并使其壓制加工程序變得簡化、易行，有利于迅速發(fā)展碳化硼制品的生產(chǎn)。

　　此外，近幾年也有人研究借鑒溶解法制備粉末、化學(xué)氣相沉積法制備陶瓷粉末以及等離子體氣相反應(yīng)法等方法來制備碳化硼粉體，彌補粉體收集的難點。

　　總之，這幾年來碳化硼高純超細(xì)粉末制備技術(shù)有了較大的發(fā)展，但成本太高，粉末的質(zhì)量不夠穩(wěn)定仍需加強研究使這些問題得到很好解決。

　　2、在成型及燒結(jié)方面，目前碳化硼工程陶瓷制品一般采用保護氣氛下的熱壓燒結(jié)方法，但熱等靜壓法仍最為引人注目。該法與熱壓法相比能使物料受到各向同性的壓力，因而其瓷質(zhì)均勻，此外由于熱壓靜壓法可以施加幾千個大氣壓的高壓，這樣就使得要燒結(jié)的材料能在極低的溫度下得以燒結(jié)。另外碳化硼陶瓷常壓燒結(jié)得到理想的致密程度和機械性能也是目前在不斷研究的課題，它將是解決廉價生產(chǎn)碳化硼陶瓷和拓寬市場的關(guān)鍵市場。

　　3、碳化硼工程陶瓷的精密加工方面，目前采用的機械加工方法在要獲得高強度、高致密度、高幾何尺寸精度的碳化硼陶瓷制品仍有較大的難度，特別是制作各種形狀、各種尺寸和大規(guī)格碳化硼陶瓷制品更是難上加難。這方面的加工技術(shù)有待于進一步的加以開發(fā)研究。

　　三、應(yīng)用方面和新發(fā)展

　　碳化硼特種陶瓷擁有眾多優(yōu)異性能，因而用途廣泛。

　　1、核級碳化硼工程陶瓷是用于核工業(yè)方面工程陶瓷材料之一，可以吸收中子、防輻射廣泛應(yīng)用于原子反應(yīng)堆隔離控制棒與核電站的屏蔽材料是國家重點發(fā)展的材料。

　　2、碳化硼陶瓷用于防彈、防輻射材料如在裝甲車、直升飛機重要防護部位敷設(shè)的防彈板上，在艦船甲板和外殼涂上防輻射層。

　　3、碳化硼是復(fù)相超硬、超高溫陶瓷的原料之一，比鋼有更高的抗熱和抗化學(xué)反應(yīng)能力，用于制造耐高溫器件。優(yōu)良的耐熱性能可用于與原子能有關(guān)的高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫電極材料等及超大規(guī)模集成電路電子器件的散熱片。

　　4、碳化硼制備高性能結(jié)構(gòu)陶瓷，其抗疲勞強度和抗腐蝕性能都高于鋼鐵合金材料，高強度的陶瓷可用于氣輪機的燃燒器、葉片、套管和加工機床的床身、軸承、噴嘴等。

　　5、碳化硼是制備半導(dǎo)體器件、光導(dǎo)纖維基礎(chǔ)材料。

　　6、在醫(yī)用陶瓷方面醫(yī)用防輻射墻面碳化硼，將它用作防輻射涂料和織物等研究目前正在進行試驗和應(yīng)用的測試，這方面的應(yīng)用引起人們極大關(guān)注。

　　四、今后研究與開發(fā)的重點

　　碳化硼陶瓷現(xiàn)在雖然發(fā)展很快，但是有些問題目前尚不十分清楚，技術(shù)上也沒有達到完善的階段，如燒結(jié)機理、檢測技術(shù)和粉末制備技術(shù)，如何通過薄膜化或非晶化來提高碳化硼陶瓷的功能，碳化硼陶瓷的纖維化和晶須增強復(fù)合材料的研究，碳化硼與其它陶瓷材料復(fù)合，以及碳化硼陶瓷在高壓熱交換器及生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用以及能夠承受超高壓、超高溫、抗強輻射用于太空飛行、海洋、地底、核聚變等尖端領(lǐng)域的碳化硼復(fù)合材料的制備等；因為我們尚不能有效地控制其顯微結(jié)構(gòu)、保證成型產(chǎn)品的形狀及尺寸達到理想程度，為了使碳化硼特種陶瓷產(chǎn)品早日實現(xiàn)商品化，對上述方面進行研究與開發(fā)依然成為未來的重點。