SiC 是一种非常重要的工业原料，凭借高熔点、高热导率、抗氧化性好、高温强度高、化学稳定性高、耐磨性能好等优点，作为一种结构材料被广泛应用于众多领域。最早用于制备 SiC 粉体的方法是碳热还原法，也被称为 Acheson 法，由于其原料成本低、制备工艺简单，逐渐发展成为工业合成 SiC 粉体的主要方法。为满足随应用领域的发展而对 SiC 粉体日益苛刻的性能要求，研究者们做了大量工作，一方面积极改进原有的碳热还原工艺，另一方面开发了一系列制备 SiC 超细粉体的新型工艺，如燃烧合成法、溶胶-凝胶法、高温等离子体法、化学气相沉积法等。SiC 粉体的制备方法多种多样， 按初始原料的物质状态大致可分为固相法、液相法和气相法三种方法
1.固相法1.1碳热还原法传统碳热还原法由 Acheson 发明，因此又被称为“Acheson 法”。它是在 Acheson 电阻炉中，将纯度较高的石英砂和固定碳含量较高的石油焦的混合物加热到 2500℃左右，让其充分反应，将石英砂中的 SiO2 被 C 还原制得 SiC，所得反应产物以 α-SiC 为主。用此法制得的 SiC 含量一般为 96%左右，冶炼产物为绿色和黑色，SiC 含量愈高颜色愈浅，高纯为无色。由于原料成本低，制备工艺简单，可以大批量生产，因此直到今天，碳热还原法一直是工业合成SiC粉体的主要方法。研究者们在 Acheson 法的基础上不断改进，通过使用超细原料、改进混料工艺和引入催化剂等方法有效地降低合成温度，并可以制得纳米级的SiC超细粉体。1.2燃烧合成法燃烧合成法又称自蔓延高温合成(SHS)法，是以外加热源点燃反应物坯体，然后利用自身的燃烧反应放出的热量使化学反应过程自发地持续进行，从而合成一种新型材料的合成方法。该方法具有工序少，流程短，成本低等特点，但是在反应过程中有可能形成复杂相，容易从一些原料直接转变为另一种产品。1.3机械粉碎法机械粉碎法是粉体颗粒(金属盐或金属氧化物充分混合、研磨、煅烧后的产物)在外力作用下内部缺陷扩展，最后得到超细粉体，其实质是靠动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂产生新的界面。该方法具有设备和生产工艺简单，成本低，产率高等特点，但在反应过程中极易引入铁等金属杂质。2.液相法2.1溶胶-凝胶法SiC粉体合成中最常见的液相法是溶胶一凝胶法，其本质仍然是碳热还原反应，所不同的是在反应前驱体的制备过程中引人了溶胶一凝胶工艺，实现了前驱体中Si源和C源在分子水平的均匀混合。溶胶一凝胶法具有合成温度低、产品粒度小、纯度高、化学均匀性好等优点，成为实验室合成高纯超细陶瓷粉体的重要方法。2.2热分解法有机聚合物的热分解是制备 SiC 粉体的有效技术之一，该方法主要包括两类：一类是加热先驱体发生分解反应放出小单体，再由碳热还原反应制得 SiC 粉体；另一类是加热先驱体放出小单体后生成骨架，最终形成 SiC 粉体，先驱体的合成是该法制备 SiC 粉体的关键。3.气相法3.1化学气相沉积法（CVD法）化学气相沉积法，是将大于或者等于两种的气体注入一个密闭的环境中， 然后注入的气体就会发生扩散充满整个空间并发生一定的化学反应，得到一种新的物质。其中 CVD 法一 般以硅烷和四氯化硅等为硅源，以四氯化碳、甲烷、乙烯、乙炔和丙烷等为碳源，合成 SiC 粉体。虽然采用 CVD 法利用有机气源合成得到高纯的纳米级超细 SiC 粉体，但该方法不利于后期的收集，且不适合大批量高纯粉体的合成，不利于后期产业化的发展。3.2激光诱导法(LICVD)激光诱导法是在 1970 年左右人们发现的通过激光为加热热源，生成纳米碳 化硅的一种方法。其原理是利用反应气体分子或催化分子对特定波长的激光共振吸收，反应气体分子受到激光加热引起反应物发生激光光解、激光热解、激光光敏化和激光诱导等离子化学反应，在适合工艺参数的条件下获得超细粒子空间成核和生长，形成纳米颗粒。目前，已采用 LICVD 法制备出多种单质、 无机化合物和复合材料超细粉末，其中就包括纳米 SiC 粉体。3.3等离子体法等离子体法通常是采用直流电弧、高频感应或微波加热等方式产生等离子体并形成一定的温度梯度，在超高温和高能量密度下激发气体发生化学反应，并通过快速冷却得到纳米颗粒。等离子体法的优点是反应耗时短，但设备要求高，转化率低，目前还处在实验室研究阶段。为了解更多关于碳化硅粉体制备技术方面的最新研究进展，“第六届国际碳材料大会暨产业展览会——碳化硅陶瓷论坛”特邀中国科学院理化技术研究所 李江涛研究员与大家分享《燃烧合成亚微米碳化硅粉体技术及工程应用》，同时李教授将会介绍中科院理化所在燃烧合成“SiC/石墨烯”新产品方面的研究进展，欢迎大家一起进行深入探讨。
