碳化硅（SiC）具有高强度、高硬度、高弹性模量和较好的化学稳定性被广泛的应用于磨料磨具、耐火材料、冶金、高温结构陶瓷等传统工业领域;同时,SiC还具有带隙宽度大、电子迁移率高、临界击穿电场高等良好的电学性能,近些年来备受关注,被誉为第三代半导体材料的典型代表。传统SiC烧结方法存在保温时间长、能量消耗高、污染严重等缺点,新的制备方法如热压烧结（HPS）、放电等离子体烧结（SPS）等逐渐成为研究的热点,但仍处在探索阶段。微波制备SiC有诸多优势,然而,微波实际加热过程中存在选择性吸收、功率再分配、热剧变等现象,同时材料自身介质损耗和高温物理化学动态变化,都直接影响微波加热的稳定性和可控性。因此,研究微波与物质作用机制、微波加热过程中热场调控方法,实现不同微波杂化效应协同作用,对微波加热合成SiC技术的推广应用具有重要意义。本课题采用工业煤和正硅酸乙酯（TEOS）为C源和Si源,溶胶凝胶法使Si O2均匀的包裹在C颗粒表面,微波加热合成了不同形貌SiC晶体。系统研究了预成型压力、C含量、Ni金属颗粒添加对微波热场的调控及各种热效应和非热效应杂化协同作用机制,并对不同形貌SiC合成机理进行了讨论。利用X射线衍射分析仪（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等多种手段对SiC形貌及晶体结构进行表征。主要研究内容和结果如下:（1）分别施加0、1、2、3、4和5 MPa的粉体预成型压力,微波加热合成SiC,研究了预成型压力对微波等离子体瞬间热场加热效应调控。结果表明:预成型压力的变化改变了原材料中C颗粒间距及前驱体中吸附的气体量,颗粒间距的变化引起电场增强效应的改变,电场增强效应决定了一次等离子体激发的时间;前驱体中吸附气体的变化决定了一次等离子体持续的时间。等离子体瞬间热场效应是微波快速合成SiC的必要条件,无预成型压力的情况下,无法激发等离子体瞬间热场,产物中没有SiC生成。等离子体瞬间热场使原来的单纯C@Si O2界面固相反应转变为Si O@CO气体之间的空间气相反应和熔融Si O2@C之间的液固界面反应,有效的提高了SiC的合成速度、节约合成时间、降低能耗;同时,Si O@CO气体之间的反应消耗了CO气体,制备了SiC晶体,生成了O2,减少碳排放。在预成型压力为4 MPa时,合成的SiC比较纯净,此预成型压力为最佳预成型压力。（2）变化碳硅摩尔比从1:1、2:1、3:1至到8:1,研究不同碳硅摩尔比对持续耦合热效应的调控。结果表明:不同碳硅摩尔比改变了一次耦合热效应持续的时间和强度,影响前驱体内部吸附气体的量和电场增强效应。碳硅摩尔比为1:1时,一次耦合较弱,加热时间长,导致吸附气体逃逸、等离子体热效应弱且持续时间短,难以实现SiC制备;其他碳硅摩尔比的情况下,均合成了SiC晶体,但是晶体的形貌有较大差别;其主要原因是不同的碳硅摩尔比改变了生成的Si O和CO气体比例及总量,进而影响到制备SiC的结构和形貌:C含量较低和较高时,生成的气体总量均较小,反应以界面固相和液相反应为主,生成SiC纤维或SiC棒;C含量适中时,生成的Si O和CO气体浓度较大,以气相反应为主,生成SiC颗粒。通过改变碳硅摩尔比,调节Si O和CO气体总量及浓度比,可以合成“短棒状”SiC、“电缆型”SiC、“链珠型”SiC。碳硅摩尔比为5:1时制备了纯净的SiC颗粒,实现多种热场效应的杂化协同作用。（3）混料过程中分别添加含量为1、3、5 wt%Ni颗粒,微波加热合成SiC,研究Ni金属颗粒表面等离激元热场加热效应。结果表明:在低温阶段,Ni颗粒反射微波使C与微波反复耦合,提高能量转化效率,使内部温场分布更加均匀,一次耦合热效应时间变短;高温阶段,微波激发Ni表面等离激元,调节微波场分布,减小二次等离子体持续时间,实现Ni颗粒快速吸波熔融,Ni和Si O2反应生成镍硅化合物。CO和Si O气体在不同镍硅化合物中溶解度决定了合成SiC的形貌。