重结晶碳化硅是重要的高性能结构陶瓷和耐火材料,具有优异的热稳定性、高温力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特点,是国防、冶金、耐火材料、车辆工程、陶瓷等行业的首选。重结晶碳化硅是采用高纯SiC作为原料,按颗粒级配混合,高温下细颗粒蒸发,在粗颗粒的颈部位置凝聚而烧结。由于其在烧成过程中扩散系数低,烧结困难。本文将Al4SiC4引入到重结晶SiC体系,研究不同烧成气氛、烧成温度等条件对碳化硅烧结过程的影响,获得Al4SiC4对SiC的重结晶烧结作用机制。(1)以Al4SiC4为原料通过发泡法制备Al4SiC4多孔陶瓷生坯,并在氮气气氛下热处理,通过研究热处理温度和保温时间对试样物相组成以及微观形貌的影响,确定Al4SiC4在氮气中的热稳定性。结果显示:Al4SiC4在氮气中发生氮化反应,多孔结构能够提供更多的气体扩散通道,降低氮气扩散阻力并提升氮化程度。热处理温度和保温时间影响AlN的形貌,反应生成的AlN与SiC颗粒具有良好的分散性,试样具有均匀的化学组成,该方法可以用于制备多孔AlN-SiC复合陶瓷材料。(2)添加Al4Si C4的SiC蜂窝陶瓷先于氮气下热处理原位生成AlN-SiC复合相,再于氩气下二次热处理后,研究原位生成Al N-SiC对重结晶SiC微观形貌与性能的影响。原位生成的Al N能够在碳化硅晶粒表面形成SiC-Al N固溶体层,改善材料的烧结活性,阻碍碳化硅晶粒过分长大,对材料力学性能的提升有积极作用。Al N扩散到SiC晶粒中,降低SiC的晶界能,促进6H-Si C向4H-SiC的晶型转变,反应生成的C可还原SiC表面的SiO2,提高其表面能,有助于材料烧结。(3)研究在氩气下Al4SiC4对重结晶SiC微观结构与性能的影响。在SiC中添加Al4SiC4经高温热处理后能够促进6H-SiC向4H-SiC的晶型转变,随着Al4SiC4添加量增加,Si C晶粒向六方状转变。高温下Al4SiC4分解产生的Al固溶在SiC晶格中,降低SiC的晶界能,增强Si C的晶界扩散,加入Al4SiC4对SiC陶瓷的无压烧结有促进作用。当添加2wt%Al4SiC4经高温热处理后,SiC粗颗粒之间的烧结颈部发育良好,晶粒尺寸较为均一,受力断裂时断口平坦呈现穿晶断裂模式,有利于力学性能的提升。