朱 丹，高明霞，巫紅燕，潘 頤

(浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)系，浙江 杭州 310027)

仿生SiC陶瓷材料是在木質(zhì)陶瓷基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一類以自然植物資源為原料制備的多孔或致密的SiC陶瓷材料。制備仿生SiC陶瓷材料的生物材料可以是各種木材、竹子、棉麻桿、甘蔗桿及經(jīng)加工制得的紙張和紙板等［1～6］。與傳統(tǒng)SiC陶瓷材料的制備相比，仿生SiC陶瓷材料的制備具有成本低、原料可再生，比較容易加工制備成各種復(fù)雜形狀等優(yōu)點(diǎn)。制備的SiC陶瓷在很大程度上保留了原生物材料所具有的微觀結(jié)構(gòu)特征，且具有低密度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐磨損、抗氧化和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，因而可用作輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料、催化劑載體材料、熱交換器材料、吸音材料、減震材料、隔熱材料、電磁屏蔽材料和生物醫(yī)療器件等，在機(jī)械、化工、催化和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［2，5，7 ～9］。

仿生SiC陶瓷的制備工藝與傳統(tǒng)SiC陶瓷的制備工藝相似，分為碳預(yù)制件的制備與燒結(jié)。與傳統(tǒng)反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷的預(yù)制件由石墨粉、炭黑、石油焦等無(wú)機(jī)粉末混合壓制成型不同，仿生SiC陶瓷是由天然植物為原料和模板在缺氧氣氛下加熱裂解制備碳預(yù)制件，然后通過(guò)液Si反應(yīng)熔滲法 (LSI)，Si，SiO等含硅氣體的氣相浸滲與反應(yīng)法 (CVIR)，以及SiO2溶膠等液態(tài)含硅化合物及前驅(qū)體的浸漬結(jié)合碳熱還原反應(yīng)法等將多孔的生物碳模板轉(zhuǎn)化為多孔或致密的SiC陶瓷材料［10～12］。

1 生物質(zhì)碳模板的制備

樹木是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素為主要成分的一種天然復(fù)合材料。木材組織具有各向異性的胞狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，樹木可以分為硬木和軟木。硬木中的胞狀結(jié)構(gòu)主要由脈管組成，脈管的直徑范圍為1～300μm;而軟木中的胞狀結(jié)構(gòu)主要由管胞組成，其孔的直徑在5～50μm［13］。由不同種類的木材制備的碳模板其孔隙大小及分布不同。制備碳模板時(shí)，根據(jù)將要制備的試樣的形狀和尺寸，在相應(yīng)木材上切割和截取適當(dāng)大小的部分。洗凈干燥后，在惰性氣氛如Ar或N2下或者真空環(huán)境中，在500℃以上高溫裂解，木材中的有機(jī)組分分解和揮發(fā)，得到無(wú)定形碳的模板，碳模板在很大程度上保留了原木材組織的生態(tài)結(jié)構(gòu)，具有各相異性以及連通的胞狀多孔結(jié)構(gòu)［1，8，13～14］。如將一定尺寸的椴木先在80℃左右的溫度下干燥24h，然后將經(jīng)干燥后的椴木在Ar氣氛或真空條件下以3～6℃/min的加熱速率加熱到1000～1200℃碳化2～4 h，即可制得多孔碳模板。經(jīng)真空裂解椴木制得的碳模板，其大多數(shù)孔隙的尺寸在10～30 μm。為避免出現(xiàn)裂紋與翹曲變形，需嚴(yán)格控制碳化過(guò)程的升溫速率［8，13］。

除木材外，竹子、麻稈、棉絨、甘蔗稈等生物質(zhì)材料也被研究用于制備碳模板［4～6，15］。隨著中國(guó)紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，在生產(chǎn)的過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生大量的棉絨、麻桿等副產(chǎn)品，如果丟棄，不僅造成自然資源的浪費(fèi)，而且會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。以棉紡工業(yè)中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品棉絨為原材料，在硅溶膠中浸泡、烘烤干燥后，將其與酚醛樹脂溶液混合，經(jīng)干燥固化后，壓制成型。進(jìn)一步固化后，于N2氣氛下800℃碳化裂解，可得到多孔的碳預(yù)制體。該碳預(yù)置體由棉絨裂解所產(chǎn)生的無(wú)定形碳和酚醛樹脂裂解所產(chǎn)生的玻璃碳所組成，具有連通的形狀、不規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)，其最大的孔隙尺寸為50μm［15］。黃麻是一種重要的農(nóng)作物，主要應(yīng)用于生產(chǎn)紡織纖維。抽取紡織纖維后，大量的麻桿被棄置。廢麻桿一般用作便宜的燃料、茅屋的屋面材料以及聚合物復(fù)合材料的原材料等。但黃麻與雙子葉樹木相似，適合用于制備生物碳預(yù)制體。以黃麻莖稈為原料，可通過(guò)普通加熱處理與微波處理的方法制備多孔的碳模板［7］。將黃麻稈曬干切碎(0.02～0.06 m)后干燥，然后在馬弗爐中經(jīng)220～500℃和500～800℃分區(qū)間以不同的速率碳化裂解制備碳預(yù)制體。微波處理制備碳預(yù)制體工藝時(shí)，麻桿在微波爐800 W功率下處理10～15min，即可得到不同碳化程度的預(yù)制體。在加熱裂解制備碳預(yù)制體的過(guò)程中，普通加熱處理的質(zhì)量損失率要高于微波處理。研究證明經(jīng)微波處理得到的多孔碳模板更有利于隨后硅溶膠的浸滲。竹木生長(zhǎng)周期短，與木材相比具有更大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。Maity等［4］以竹子為原料，用牛皮制漿的方法提取了竹子纖維 (竹質(zhì)纖維與竹皮纖維)，加以漂白，而后分別熱壓制成纖維板。纖維板于流動(dòng)的N2氣氛下，于800℃裂解可得碳模板。

但由木材、竹材等天然的植物為原料制備碳模板也存在一些難以克服的缺點(diǎn)。首先，天然生長(zhǎng)的木材其顯微結(jié)構(gòu)不具有一致性，其結(jié)構(gòu)受氣候條件、年輪等自然因素的影響，同一種類的樹木可能具有不同的孔隙結(jié)構(gòu)和密度，即使同一顆樹木不同的部分其結(jié)構(gòu)也可能有所差別。所以通過(guò)其加熱裂解所制備的碳模板，不可避免地產(chǎn)生不可重復(fù)性，因而也就不能保證最終SiC陶瓷樣品的性能可靠性;其次，有機(jī)的樹木具有運(yùn)輸水分和養(yǎng)料所必備的相互連通的、取向排列的胞狀結(jié)構(gòu)，但是在干燥裂解的過(guò)程中，由于收縮聚合，很多通孔會(huì)產(chǎn)生閉合，因而不管采用何種浸滲工藝，都只能得到有限的熔滲試樣厚度［2，16］。為了解決上述問(wèn)題，研究者們采取了相應(yīng)的辦法。主要方法是通過(guò)將塊體的木材分離制備成顆粒、單根纖維或者木材粉，然后重新組合。通過(guò)樹脂結(jié)合這些組分，得到組合木材。與天然的塊體木材相比，組合木材具有相對(duì)均勻的結(jié)構(gòu)，而且其顆粒形狀和大小、孔隙率和孔隙尺寸在一定范圍內(nèi)可調(diào)。組合木材板在裂解后，在一定程度上具有較一致的孔隙率和孔隙尺寸。同時(shí)克服了原生木材各相異性產(chǎn)生的收縮率不同的缺點(diǎn)。如將木屑與SP10固態(tài)粉末樹脂按4∶1質(zhì)量配比混合，壓制成型，制備成木屑板，其孔隙率為67%。該木質(zhì)復(fù)合板具有各向同性與二維均勻性，經(jīng)1100℃脫粘后，經(jīng)1400℃保溫4 h高溫裂解，制得孔隙率為73%的碳模板［16］。裂解后的碳模板在很大程度上具有與原壓制木材板相近的孔隙率和孔徑大小，且具有較均勻的結(jié)構(gòu)。

近年來(lái)，人們將天然生物材料進(jìn)一步加工，研制了人造壓縮纖維板，更具體的說(shuō)是中密度纖維板 (MDF)。MDF的制備主要原料是來(lái)自于木材的木質(zhì)纖維，但由于木材資源的短缺，近年來(lái)人們也嘗試采用一年生的草本植物、板材和家具等加工的剩余物、甘蔗渣及回收的廢紙等作為原材料來(lái)制備中密度纖維板。與木材相比，MDF具有平整的表面，均勻的結(jié)構(gòu)和密度，能加熱裂解成結(jié)構(gòu)較均勻的碳模板，更容易加工制備成各種復(fù)雜的形狀。更重要的是由于MDF是在特定的工藝條件下生產(chǎn)的，因而其結(jié)構(gòu)和性能具有可重復(fù)性［2，17～18］。因而MDF可以用于代替天然木材等作為制備碳模板的前驅(qū)體。如Orlova等［2］采用一種商業(yè)MDF板，其密度范圍為0.6～0.8 g/cm3。MDF在流動(dòng)的Ar氣氛下1050℃裂解得到MDF－C碳預(yù)制體。此外還有以廢棄的紙張［3］等碳化后作為模板的。

2 生物碳預(yù)制體制備仿生SiC陶瓷的方法

2.1 液Si反應(yīng)熔滲法

在惰性保護(hù)氣如 (Ar，N2)或真空環(huán)境中，將Si塊或Si粉等置于由前述方法所制備的多孔生物碳模板周圍，加熱至Si的熔點(diǎn) (1410℃)之上，固態(tài)的Si熔化，液態(tài)的硅熔體在毛細(xì)管力及外力的驅(qū)動(dòng)下，沿多孔結(jié)構(gòu)滲入碳模板，在滲入的同時(shí)Si與C反應(yīng)生成SiC，最后形成致密的或多孔的Si/SiC或SiC陶瓷材料。該方法成本低，制備時(shí)間短，而且適用于各種復(fù)雜形狀試樣的凈尺寸成型。Presas等［11］以桉樹和山毛櫸樹為原料1000℃裂解制備了多孔的碳模板，隨后進(jìn)行液硅熔滲制備了多孔的Si/SiC復(fù)合材料。融熔滲硅的工藝參數(shù)為1550℃ ×30 min。Maity等［4］由竹子纖維制備的碳纖維模板，于石墨加熱爐中真空條件下1600℃保溫1h進(jìn)行液硅熔滲，當(dāng)預(yù)置足量Si時(shí)得到密度為2.69 g/cm3的致密Si/SiC陶瓷材料。

2.2 氣相浸滲與反應(yīng)法

氣相浸滲與反應(yīng)法是指在一定溫度下產(chǎn)生的Si或SiO等氣體浸滲入多孔的碳模板，并與碳反應(yīng)生成多孔SiC陶瓷的方法。與液相浸滲法相比，氣相浸滲所需要的設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，浸滲反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，但能夠最大程度上保持原生物模板的結(jié)構(gòu)。Qian［8］等在1600℃下對(duì)以椴木為原料通過(guò)1200℃×4 h真空碳化裂解制得的多孔碳模板進(jìn)行1～8 h的氣相滲Si，得到多孔結(jié)構(gòu)的SiC陶瓷。陶瓷材料中SiC的含量隨氣相浸滲時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。經(jīng)1600℃反應(yīng)4h后，SiC的含量達(dá)到90%，之后隨時(shí)間的延長(zhǎng)，增長(zhǎng)速率變慢。經(jīng)過(guò)8 h氣相浸滲后，陶瓷材料中SiC的含量增加至95%。氣相浸滲比液相浸滲所需要的時(shí)間長(zhǎng)，后者隨浸滲和反應(yīng)溫度的不同，所需時(shí)間一般為 1～3 h。Streitwieser等［10］對(duì)通過(guò)紙張?zhí)蓟呀獾玫降暮寄０逶?50～950℃下，通過(guò)氣相浸滲甲基三氯硅烷 (MTS/H2)在每根紙纖維周圍沉積了一層Si/SiC裂解物，隨后在惰性氣氛中1400℃熱處理1 h，所沉積的Si與C進(jìn)一步反應(yīng)生成SiC。剩余的碳通過(guò)在空氣中氧化除去。所制備的多孔 SiC陶瓷其孔隙率為70%～85%。

2.3 含硅物浸漬結(jié)合碳熱還原反應(yīng)法

在加壓或真空的條件下，將多孔的生物碳模板浸漬在溶膠或能獲得硅溶膠的有機(jī)前驅(qū)體中，經(jīng)浸漬后的碳模板隨后經(jīng)干燥，或進(jìn)一步的熱處理制得C/SiO2復(fù)合材料，然后在一定溫度下進(jìn)行碳熱還原反應(yīng)，也可得到多孔的SiC陶瓷。由于溶膠滲入效率低，浸漬過(guò)程一般需重復(fù)數(shù)次。如Egelja［13］等將由椴木裂解所得到的多孔碳預(yù)制體浸入到摩爾分?jǐn)?shù)為20%的四乙氧基硅烷(TEOS)乙醇溶液中，在室溫下攪拌2 h，隨后加入一定量的醋酸與去離子水，使TEOS轉(zhuǎn)變?yōu)楣枞苣z。碳預(yù)制置體浸泡在凝膠化的液體中2d后，再進(jìn)一步干燥，以排除其他溶劑。隨后該樣品在1000℃的Ar氣氛下熱處理得到C/SiO2復(fù)合材料。上述浸漬、凝膠化、干燥與1000℃的熱處理過(guò)程需重復(fù)數(shù)次以增加復(fù)合材料中SiO2的含量。C/SiO2復(fù)合材料的碳熱還原(CRR)在流動(dòng)Ar氣氛下的石墨加熱爐中進(jìn)行，經(jīng)1600℃保溫1 h，得到多孔的SiC陶瓷。該陶瓷的主要成分是β－SiC(包括顆粒與一定量的晶須)。該多孔SiC陶瓷具有與原木材組織相似的孔結(jié)構(gòu)，具有低密度與高的孔隙率。

由上述一般的溶膠浸漬方法制備C/SiO2復(fù)合材料時(shí)，如上所述浸漬過(guò)程往往需重復(fù)數(shù)次 (多達(dá)6次)才能在碳熱還原反應(yīng)后的復(fù)合材料中檢測(cè)到SiC的存在。Shin等［19］采用了一種改進(jìn)的溶膠－凝膠礦物化過(guò)程，一次浸漬礦物化后木材胞狀多孔結(jié)構(gòu)中即可含有多達(dá)20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiO2。該方法是先將干燥的木材在60℃，2 M的HCl中浸泡48 h以浸濾掉木質(zhì)素。隨后將該處理過(guò)的木材浸泡在 TEOS/HCL/EtOH/H2O(摩爾比1.00∶1.58∶4.50∶46.24)為組分的溶液中，再在60℃的溫度下浸泡48h。然后將木屑與溶液分離干燥，得到含SiO2的木材復(fù)合材料。將該復(fù)合材料置于氧化鋁的水平管式爐中，在Ar氣氛下在1400℃保溫2h，進(jìn)行裂解與碳熱還原反應(yīng)，得到多孔的SiC陶瓷。得到的陶瓷材料在很大程度上保留了原木材的胞狀結(jié)構(gòu)。木材細(xì)胞壁由200～700nm大小的晶體SiC顆粒組成，同時(shí)在孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)也存在一定量的SiC晶須。

2.4 Na助熔劑法

通過(guò)上述三種工藝制備多晶的SiC陶瓷，需要1300～1700℃的高溫條件。Yamane等［20］發(fā)現(xiàn)通過(guò)Na熔體浸滲Si與富勒烯混合粉末的方法可以在627～727℃合成β－SiC的納米粉末。通過(guò)將Si粉與富勒烯或者是無(wú)定形碳 (炭黑)等混合壓片，再置于727℃的Ar氣氛下的Na蒸氣中浸滲反應(yīng)，得到了與原預(yù)制件形狀一樣的多孔SiC陶瓷。進(jìn)一步的他們以香脂和柏樹等裂解所得到的碳預(yù)制體作為碳源和模板，與一定量的Si粉和Na粉同時(shí)置于BN坩堝中，在0.3 MPa的Ar氣氛下于700℃保溫86.4 ks。在該加熱過(guò)程中，熔解有一定量Si的Na熔體，在毛細(xì)管力驅(qū)動(dòng)下滲入與其潤(rùn)濕的碳預(yù)制體，Si與C反應(yīng)生成β－SiC。反應(yīng)之后，Na與Na－Si的金屬間化合物通過(guò)與2－丙醇和乙醇在空氣中反應(yīng)而去除，得到具有胞狀結(jié)構(gòu)的SiC陶瓷。在高溫合成過(guò)程中，SiC會(huì)發(fā)生晶粒的長(zhǎng)大，而在該低溫合成方法中，相當(dāng)好地保持了原生物碳模板較細(xì)的晶粒結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3 仿生SiC陶瓷的性能

3.1 機(jī)械性能

仿生Si/SiC陶瓷材料的機(jī)械性能一般比傳統(tǒng)以化工粉末為原料所制備的SiC陶瓷要差。這主要與其不致密的結(jié)構(gòu)有關(guān)。生物碳模板內(nèi)部的孔隙大小和分布具有不均勻性，在孔隙尺寸較大的地方，毛細(xì)管的作用較弱，液Si滲入的動(dòng)力不夠，無(wú)法完全填充孔隙，因而陶瓷中存在一定的孔隙?？紫兜拇嬖谑菍?dǎo)致其力學(xué)性能下降的主要原因。此外，大塊殘留硅的存在，也會(huì)在一定程度上降低其性能。因此仿生Si/SiC陶瓷材料可作為高溫惡劣環(huán)境中使用的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，如窯具、機(jī)械泵密封件和裝甲陶瓷等［4］。如由棉纖維制備碳模板，通過(guò)液Si反應(yīng)熔滲法制備的Si/SiC陶瓷材料［6］，其體積密度為2.36g/cm3，孔隙率為7% ～18%。維氏硬度為1811 Hv，由壓痕法測(cè)得的斷裂韌性為0.97～1.57 MPa·m1/2，四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度為 135～169 MPa，各性能普遍低于傳統(tǒng)的反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷材料。降低孔隙率可在一定程度上提高陶瓷的機(jī)械性能。但前所述的Maity［4］等以竹皮纖維加工制成纖維板再碳化和熔滲所制備的Si/SiC復(fù)合陶瓷，具有較致密的結(jié)構(gòu)，其密度為2.69g/cm3，孔隙率為1.9%，因而其具有相對(duì)較好的機(jī)械性能。其楊氏模量與三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度分別為120 MPa和276 GPa。

3.2 熱傳導(dǎo)性與抗氧化性能

由生物模板結(jié)合氣相浸滲或溶膠浸滲與碳熱還原反應(yīng)法所制備的仿生SiC陶瓷材料，具有高孔隙率的多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率可高達(dá)85%。多孔的生物SiC陶瓷可用作催化劑載體材料、熱交換器材料、隔熱材料等，這些都要求材料具有良好的抗氧化性與熱傳導(dǎo)性。以紙張為原料經(jīng)CVI－R工藝制得多孔的SiC復(fù)合陶瓷［3］，當(dāng)SiC多孔陶瓷的孔隙率為50%左右時(shí)，其25℃時(shí)的熱導(dǎo)率約為0.3 W/m·K。該多孔陶瓷的熱導(dǎo)率受不同因素的影響，隨孔隙率的增加而降低。此外復(fù)合材料結(jié)晶度與晶粒尺寸的增加有利于熱導(dǎo)率的提高。由該方法制備的具有較細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)的SiC陶瓷，具有較好的抗氧化能力，在氧化過(guò)程中，其表面生成一層致密的SiO2保護(hù)層，起到阻擋氧氣向材料內(nèi)部擴(kuò)散的作用。該陶瓷可在空氣中承受1450℃高溫的連續(xù)氧化［21］。此外前述的以竹皮纖維為原料所制備的陶瓷也具有較好的抗氧化性能，在1300℃的空氣中氧化10 h，其質(zhì)量增重率少于3.0%［4］。

3.3 電性能

由于具有良好的高溫性能與耐腐蝕性能等，SiC陶瓷材料廣泛用于航空、機(jī)械和能源工業(yè)的電加熱元件，因而對(duì)其電性能的研究具有重要意義。經(jīng)研究，由天然木材或纖維板為碳模板所制備的Si/SiC多孔陶瓷在5～500 K溫度范圍內(nèi)具有類似金屬的電導(dǎo)性，其良好的導(dǎo)電性是因?yàn)樘畛湓诳紫秲?nèi)的Si相，因而其導(dǎo)電性受Si相含量與孔隙率的影響。MDF－SiC/Si陶瓷材料的室溫電阻率為0.003～0.02 Ω·cm，隨著溫度升高，材料的電導(dǎo)率下降，SiC/Si在溫度＞500 K時(shí)，由金屬型轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體型。而仿生多孔SiC(不含Si或極少)的電阻率的溫度特性與半導(dǎo)體相似。MDF－SiC在5～1300 K的溫度范圍內(nèi)，其電阻率隨著溫度的下降而增加［2］。

3.4 生物相容性

仿生SiC陶瓷具有內(nèi)部連通的多孔結(jié)構(gòu)，良好的力學(xué)性能如高強(qiáng)度、良好的韌性、耐磨性以及易于制備成不同形狀的部件等優(yōu)點(diǎn)，更重要的是SiC、C和Si等成分都具有良好的生物學(xué)相容性，被看成是繼Ti及其合金后新發(fā)展起來(lái)的一類醫(yī)用材料。SiC陶瓷材料在表面沉積一層具有生物活性的玻璃薄膜后，即可用作人體的植入件，用于牙科和整形外科等。Carlos［1，9］等的研究證明，未沉積具有生物活性薄膜的仿生SiC陶瓷和沉積有該薄膜的SiC陶瓷一樣不會(huì)對(duì)MG－63造骨細(xì)胞產(chǎn)生任何的細(xì)胞毒害作用。由仿生SiC陶瓷制備的醫(yī)用器件具有和Ti6Al4V同樣好的生物活性。

4 總結(jié)與展望

由天然植物為原料在缺氧氣氛下加熱裂解制備碳預(yù)制件，然后通過(guò)液Si反應(yīng)熔滲法 (LSI)、含硅氣體的氣相浸滲與反應(yīng)法 (CVI－R)以及SiO2溶膠等液態(tài)含硅化合物及前驅(qū)體的浸漬結(jié)合碳熱還原反應(yīng)法等可以制備出多孔或致密的SiC陶瓷材料。仿生SiC陶瓷制備的原材料來(lái)源廣泛，成本低，可循環(huán)再生，并且可以采用傳統(tǒng)的SiC陶瓷燒結(jié)制備方法。仿生SiC陶瓷具有相對(duì)較好的機(jī)械、熱、電以及生物相容性，因而在機(jī)械、化工和醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

但仿生SiC陶瓷的制備也還存在其固有的缺點(diǎn)。直接采用天然木材作為碳化模板所制備的SiC陶瓷，其結(jié)構(gòu)與性能存在著不一致性，因而其應(yīng)用的場(chǎng)合受到了一定的限制。采用先將天然生物原料分離成木屑、木纖維等，再壓縮制備成板材，而后碳化裂解制成多孔的碳模板，雖然在一定程度上改善了其結(jié)構(gòu)的均勻性和性能的可靠性，但是其結(jié)構(gòu)在微觀上仍具有不均勻性，需要進(jìn)一步改善其制備工藝。如因?yàn)槟静牡捻g性，直接將其粉碎成顆粒細(xì)小的木屑較為困難，可嘗試將其初步碳化后，再進(jìn)行粉碎，更易獲得顆粒細(xì)小與均勻的木屑，獲得顯微結(jié)構(gòu)更為均勻的陶瓷材料。另外，目前的研究主要集中在其制備工藝，而對(duì)其具體的性能的研究較少，主要是因?yàn)槠湫阅艿牟环€(wěn)定性。且已有報(bào)道的一些性能，如力學(xué)性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)以無(wú)機(jī)粉末原料燒結(jié)的SiC陶瓷。因而對(duì)仿生SiC陶瓷制備工藝的改進(jìn)和性能的提高是今后仿生SiC陶瓷研究和發(fā)展的方向。

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