碳化硅材料在高温领域的应用面临着一个严重的问题，即高温氧化破坏。莫来石作为高熔点氧化物，与碳化硅材料的热膨胀系数接近，两者有很好的相容性。研究表明，莫来石涂层能很好地阻止碳化硅的氧化。但是莫来石涂层也存在着问题，SiC基体表面上的莫来石涂层和无基体的莫来石薄层一样，在1000 ℃热循环时产生裂纹。武汉理工大学的研究人员将莫来石微粉作为结合相研制一种莫来石结合碳化硅高温陶瓷材料，并在以前的研究基础上，研究莫来石结合碳化硅陶瓷的抗氧化性能，结合XRD、SEM等测试手段探讨莫来石结合碳化硅陶瓷的抗氧化机理。
    试验原料为碳化硅(w(SiC)=99.182%)和莫来石(w(Al2O3)=72.63%，w(SiO2)=22.04%)。按表1配方准确称量、配料、球磨1 h、过孔径为0.063 mm的筛，采用PVA为粘结剂，半干压成型，制备直径为30 mm的圆片和37 mm×6.5 mm×6.5 mm的条状试样，成型压力分别为70和40 kN。试样在高温电阻炉中烧成，烧成温度分别为1 200、1 250、1 300、1 350、1 380、1 420 ℃，各保温2 h，升温速率为5 ℃•min-1。
表1莫来石结合碳化硅陶瓷试样配方（w）/％
编号 B1 B2 B3 B4 B5
SiC 90 80 70 60 50
莫来石 10 20 30 40 50
    测定试样烧成前后的质量，计算质量变化率；采用色彩色差计，测定试样的亮度值；采用X射线衍射仪进行相组成分析以及采用SEM观测试样的晶体形貌，探讨莫来石结合碳化硅陶瓷的抗氧化机理。
    试验结果：（1）试样的增重率随莫来石添加量增多及烧成温度的升高而增大；试样亮度随莫来石添加量增多先减小后增大；经1 380 ℃烧制的试样B2的增重率为7.49%，亮度值为46.61。（2）莫来石结合碳化硅材料具有良好的抗氧化性能。烧结初期，碳化硅颗粒裸露在空气中，迅速氧化，1 300 ℃后试样表面的致密氧化层使氧化速率降低，1 380 ℃以上由于玻璃相黏度降低，在碳化硅颗粒表面聚集或脱落，试样的氧化速率又开始增大；合适的莫来石添加量有效地促进试样烧结致密，提高试样的抗氧化性能，含20%莫来石试样的抗氧化性最好。（3）莫来石结合碳化硅材料的主晶相为α-SiC，次晶相为莫来石（3Al2O3•2SiO2），并含有少量的方石英（SiO2）。莫来石作为结合相的引入，在碳化硅晶粒周围形成“骨架”，并在SiO2等玻璃相的作用下，形成三维的网状膜层包裹在碳化硅表面，阻止碳化硅继续氧化。
（摘编自《中国陶瓷工业》2010，№5）