CN110423120A - 一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是步骤为：以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，经球磨、烘干、煅烧、球磨、烘干，制得ZCAS玻璃；以硅粉、石墨、ZCAS玻璃为原料，经球磨、烘干、煅烧，制得SiC‑ZCAS复相粉体；加入聚乙烯醇溶胶，混料、造粒，压制成型；将成型坯体热处理后置于真空热压烧结炉中烧结，即制得SiC基复相陶瓷固化体。本发明采用安全廉价的原料，简便实用的真空热压烧结技术，在较低温度下制备抗辐照稳定性、化学稳定性、机械稳定性、热稳定性优异的SiC基复相陶瓷固化体，本发明制得的SiC基复相陶瓷固化体适用于安全处理因核反应堆退役而产生的高放射性石墨废物。

Description

一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法
技术领域
本发明属于放射性废物的固化处理，涉及一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法。适用于高放射性石墨废物的陶瓷固化处理。本发明制得的SiC基复相陶瓷固化体特别适用于安全处理因核反应堆退役而产生的高放射性石墨废物，使放射性的14C核素稳定固化在SiC陶瓷晶格中，以满足深地质处置要求。
背景技术
随着能源需求的增加和环保意识的提高以及能源结构的加快转型，在资源、经济、安全方面，核能仍作为优选的能源，但产生的放射性废物制约了核科学与技术的可持续发展，因此如何安全有效处理处置放射性废物是国内外面临的难题。石墨在核反应堆中广泛用作中子慢化剂、反射层材料和核燃料套管等，因核反应堆的退役，世界范围内累积的放射性石墨高达25万吨，随着二代石墨堆夫人退役以及四代堆的部署，退役的放射性石墨数量将持续增加，对人类的生存环境造成威胁，因此放射性石墨的安全处理处置已经引起了国内外的高度关注。放射性石墨根据活度高低可分为中低放和高放石墨，其中高放石墨除可燃、具有魏格纳能外，因含有的放射性核素半衰期长，比如14C(5730年)、41Ca(103000年)、59Ni(76000年)等具有放射性活度高、危害大，其处理技术要求高，是退役石墨处理处置的难点。
根据《放射性废物管理规定》，高放废物经安全处理之后需要进行深地质处置。国内外针对放射性石墨处理的研究较少，对高放石墨处理处置的报道甚少。现有技术中，放射性石墨的处理方法主要有焚烧、蒸汽热解、水泥固定、陶瓷固化等，焚烧和蒸汽热解主要的特点是能大幅度减容，但避免不了14C和易挥发核素的排放；水泥固定虽已有工程应用，但水泥固化增容较大、未能避免魏格纳能的影响且在深地质储存中的长期稳定性受到质疑，使得其工程应用并未推广。考虑到技术性、经济性和安全性，焚烧、蒸汽热解、水泥固定等适合中低放石墨的处理，高放石墨的处理处置需要陶瓷固化才能满足要求。
针对高放石墨的固化处理，国内外对高温自蔓延发合成TiC-Al2O3基陶瓷固化高放石墨进行了较多的研究，但该方法在固化处理过程中有废气(CO、CO2等)放出，固化体的致密性差，未反应的石墨和副产物较多，固化体性能有待提高，特别是固化体增容比很大(理论上固化体是石墨重量的10.6倍，实际可达20倍以上)，处置费用极其昂贵。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法。由于高放石墨具有放射性活度高、放射性核素(14C、41Ca、59Ni等)半衰期长、魏格纳能高等特点，处理处置技术难度大；本发明为安全处理高放石墨，优选性能优异的SiC-ZCAS为固化材料，以硅粉、石墨粉、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，通过配方设计、固相反应工艺和液相烧结原理，采用简便实用的真空热压烧结技术，实现SiC晶格固溶C，以及ZCAS(ZCAS即ZnO-CaO-Al2O3-SiO2的简称，ZCAS玻璃的中文含义是：锌钙铝硅玻璃、或称锌钙铝硅系玻璃，后同)对Ca、Ni、Nb等模拟放射性核素的玻璃包容，以期实现14C等长寿命核素在SiC-ZCAS复相材料中的晶格固化，通过热压烧结在较低温度下制备烧结良好、性能优异的SiC基复相陶瓷固化体，解决高放石墨安全固化处理的关键技术问题，为SiC基复相陶瓷固化处理高放石墨的工程化应用奠定基础。
本发明的构思是：SiC具有优异的高温力学性能、化学稳定性等，其中子吸收截面小，抗辐照性能优异，以SiC为包壳或基体材料的新型燃料元件的概念设计和制备已成为核燃料元件领域新的研究热点，因此，SiC被认为是固化高放石墨理想的候选材料之一；但SiC特别难烧结(与TiC、BN等非氧化物类似)，常压烧结需要1900-2200℃，热等静压烧结(200MPa)需要1800-2000℃。高铝硅玻璃(CaO-Al2O3-SiO2，Al2O3≥6wt％)具有优异的化学稳定性、高机械强度、低膨胀系数性等，广泛用于制备高强度的玻璃纤维和电子设备的显示屏。考虑固化体对高温力学性能没有特别高的要求，可利用优化的ZCAS玻璃作为SiC陶瓷固化体的液相烧结助剂，通过玻璃相的黏性流动传质方式促进SiC陶瓷的致密化，利用热压烧结工艺，可在1400℃左右获得烧结良好、性能优异的SiC-ZCAS复相陶瓷固化体。
本发明的内容是：一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是步骤为：
a、制备ZCAS玻璃(粉)：
以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，按ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝x：(0.9-x)：1：6的摩尔比配料，其中0≤x≤0.9，将原料混合(采用行星磨)球磨3～6小时，球磨的料(即原料ZnO、CaO、Al2O3、SiO2的总和)∶球∶无水乙醇的质量比为1∶(1.5～3.5)∶(0.8～1.2)，球磨后得到浆料；将浆料烘干，再在高温炉中煅烧，煅烧温度1400～1600℃，(保温)煅烧时间1～3小时，然后进行水淬，得到玻璃；将得到的玻璃(在行星磨)再球磨3～6小时，球磨的料∶球∶无水乙醇的质量比为1∶(1.5～3.5)∶(0.8～1.2)，然后将球磨后得到的物料烘干，即制得ZCAS玻璃(粉)；
b、制备SiC-ZCAS复相粉体：
以硅粉(Si)、石墨(C)、步骤a制得的ZCAS玻璃(粉)为原料，按硅粉(Si)：石墨(C)＝(1～1.3)：1的摩尔比称取硅粉(Si)和石墨(C)并混合得到Si+C混合料，再按Si+C混合料85～60wt％、ZCAS玻璃(粉)15～40wt％称取Si+C混合料和ZCAS玻璃(粉)并混合、得到混合料，(采用行星磨)球磨3～6小时，球磨的料(即混合料)∶球∶无水乙醇的质量比为1∶(1.5～3.5)∶(0.8～1.2)，球磨后得到浆料；将浆料真空烘干，得到(Si、C和ZCAS玻璃的)混合粉体；将混合粉体在真空炉(可以是绵阳金冠科技有限公司制造的型号ZRY-40-20-2000型真空热压炉、北京华翔电炉技术有限责任公司生产的HZPS-260型真空热压炉等)或氩气保护的气氛炉(可以是洛阳神佳窑业有限公司制造的型号SJG-16型快速升温管式炉、洛阳炬星窑炉有限公司生产的GWL-VSF-SS型真空气氛升降炉等)中在1300～1400℃温度下煅烧60～180分钟，即制得SiC-ZCAS复相粉体；
c、制备SiC基复相陶瓷固化体：
将步骤b制得的SiC-ZCAS复相粉体中加入SiC-ZCAS复相粉体质量的5％～8％的聚乙烯醇(简称PVA)溶胶，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40～100MPa的压力压制成型，然后用200～250MPa的压力冷等静压成型(可以采用四川航空工业川西机器有限责任公司生产的LDJ100/320-300型冷等静压机、四川航空工业川西机器有限责任公司生产的LDJ1250/3000-150S型冷等静压机等)；将成型坯体在600～800℃温度下热处理120～360分钟；热处理后的坯体置于真空热压烧结炉(可以采用绵阳金冠科技有限公司生产的ZRY-40-20-2000型真空热压炉、北京华翔电炉技术有限责任公司生产的HZPS-260型真空热压炉等)中，在温度1380～1550℃、压力30～50MPa下热压烧结10～60分钟，或在1450～1600℃温度下(真空)烧结30～90分钟，即制得(烧结良好、性能优异的)SiC基复相陶瓷固化体；
所述聚乙烯醇(简称PVA)溶胶是聚乙烯醇的质量百分比含量为10％～15％的聚乙烯醇溶胶，其中聚乙烯醇(简称PVA)是溶质。
本发明的内容中：步骤c中所述聚乙烯醇溶胶的配制方法是：
按聚乙烯醇(简称PVA)(10～15)wt％、甘油(6～8)wt％、酒精(较好的是无水乙醇(2～4)wt％、蒸馏水(或去离子水)(75～80)wt％的质量百分比称取聚乙烯醇(简称PVA)、甘油、酒精、蒸馏水；
将蒸馏水倒入容器(可以是烧杯等)中，加热(可以在恒温水浴锅中)到温度90～95℃；然后在(不断)搅拌下，(缓慢)加入聚乙烯醇；待聚乙烯醇(逐渐)溶解后，再加入甘油，5～10分钟后加入酒精；最后在90～95℃温度下搅拌3个小时，即制得聚乙烯醇溶胶(即：聚乙烯醇的质量百分比含量为10％～15％的聚乙烯醇溶胶)。注意：长时间在90～95℃恒温会造成水分的挥发，所以配制过程中尽量控制水分的挥发；
所述聚乙烯醇(简称PVA)较好的是选取聚合度在1700～2400的PVA为原料，具体型号可以为PVA1799、PVA2099、PVA2299和PVA2499，生产厂家有四川维尼纶厂、台湾长春石油化学股份有限公司、烟台星火大地化工有限公司等。
本发明的内容中：步骤a中所述x较好的是0＜x＜0.9。
本发明的内容中：步骤a和步骤b中所述无水乙醇可以替换为水，较好的是蒸馏水或去离子水。
本发明的内容中：步骤a中所述将球磨后得到的物料烘干，较好的是将球磨后得到的物料在温度50～90℃下烘干6～12小时。
本发明的内容中：步骤b中所述将浆料真空烘干，较好的是将浆料在压强0.05～0.09MPa、温度50～120℃的条件下烘干，烘干时间为12～24小时。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
(1)采用本发明，SiC具有优异的高温力学性能、化学稳定性、导热性能等，其中子吸收截面小，抗辐照性能优异，以SiC为包壳或基体材料的新型燃料元件的概念设计和制备已成为聚变堆核燃料元件领域新的研究热点，同时，SiC也是固化高放石墨理想的候选材料之一；SiC特别难烧结(与TiC、BN等非氧化物类似)，常压烧结需要2000-2200℃，热等静压烧结(200MPa)需要1800-2000℃；高铝硅玻璃(CaO-Al2O3-SiO2，Al2O3≥6wt％)具有优异化学稳定性、高机械强度及低膨胀系数等，用于制备高强度的玻璃纤维，以及手机电脑等电子设备的显示屏；在CaO-Al2O3-SiO2三元相图中，低共熔点1(9.8wt％CaO+19.8wt％Al2O3+70.4wt％SiO2)的温度为1350℃，通过综合碱效应，用ZnO替代部分CaO，优化组成点1处CAS玻璃，获得化学稳定性优良、熔融温度可控的ZCAS玻璃。ZCAS玻璃作为SiC基复相陶瓷固化体的液相烧结助剂，在较低温度(1450℃左右)下实现SiC基复相陶瓷安全固化处理高放石墨；与自蔓延TiC-Al2O3基陶瓷固化高放石墨相比，本发明不使用价格昂贵、稳定性及安全性较差的“点火材料”(铝粉等)，原材料储存及操作无安全隐患，工艺技术简洁实用，目标产物(SiC-ZCAS)纯度高，固化体重量增容比在5.0倍左右(自蔓延TiC基固化体在20倍以上)，体积增容比为2.5倍左右，固化体的致密度高，综合性能优异，处理成本较低，其工艺技术特别适合高放石墨固化处理的工程应用；针对沾污、腐蚀及辐照深度大的高放石墨的安全固化处理，本发明以性能优异的SiC-ZCAS为固化材料，利用ZCAS玻璃作为烧结助剂，液相烧结SiC基复相陶瓷固化体，实现SiC晶格固溶C，以及ZCAS玻璃对模拟放射性核素Ca、Ni和Nb的玻璃包溶，以期实现14C等长寿命核素在SiC-ZCAS复相材料中的晶格固化，通过热压烧结工艺及液相烧结原理在较低温度下制备性能优异的SiC-ZCAS复相陶瓷固化体，解决高放石墨安全固化处理的关键技术问题。
(2)本发明采用固相反应原理：Si+C＝SiC；本发明用于高放石墨的安全固化处理是根据同位素性质相近原则，利用14C与Si反应生成SiC，使放射性核素14C稳定固定在SiC陶瓷晶格中，使其得到安全处理；SiC陶瓷本身具有优异的高温力学性能、导热性能、化学稳定性和抗辐照稳定性等。此外烧结过程中，高化学稳定性的ZCAS玻璃烧结助剂可以填充空隙，促进SiC晶粒重排和致密化过程，真空热压条件下有利于SiC陶瓷固化体中气体的排除，提高致密度，且增容增重比较小；SiC纯度95-99％，固化体相对密度85-95％，维氏硬度2-8GPa，C元素在体积为30-60ml，pH＝3-11，温度为90-120℃浸出液内的归一化浸出率为(0.1-0.5)×10-1g·m-2·d-1；
(3)与现有的TiC基陶瓷固化高放石墨相比，本发明无14CO2的排放，无副产物的生成，固化体强度、致密度和化学稳定性较高，且制备过程可控，所用原料的价格较低，避免Al粉等粉尘爆炸的潜在威胁，最重要的其增容比相对较小，可节省深地质处置空间，很大程度上降低了处置成本。此外，针对SiC的高的烧结温度，本发明通过玻璃相助烧，通过液相烧结原理和热压烧结工艺，实现了SiC陶瓷的低温致密化。
(4)采用本发明，原料安全价廉，工艺简洁实用，能在较低温度(1380-1550℃)下制备抗辐照稳定性、化学稳定性、机械稳定性、热稳定性优异的SiC基复相陶瓷固化体，本发明避免了魏格纳能的影响和14C的排放，固化体的增容比小，实现了14C晶格固溶以及41Ca、59Ni、94Nb等长半衰期核素的玻璃包容，形成稳定的SiC-ZCAS复相陶瓷固化体，特别适合需要遥控操作的高放石墨陶瓷固化处理的工程应用；
(5)本发明产品制备工艺简单，工序简便，容易操作，实用性强。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.2：0.7：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，85wt％(质量百分数)(Si+C)+15wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1500℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例2：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.4：0.5：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，85wt％(质量百分数)(Si+C)+15wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1480℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例3：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，85wt％(质量百分数)(Si+C)+15wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1480℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例4：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.075(摩尔比)，85wt％(质量百分数)(Si+C)+15wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1480℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例5：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.1(摩尔比)，85wt％(质量百分数)(Si+C)+15wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1480℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例6：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，80wt％(质量百分数)(Si+C)+20wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1480℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例7：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1480℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例8：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1500℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例9：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃、30MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例10：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温2小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃、50MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例11：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1340℃、保温3小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃、50MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例12：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1360℃、保温1小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃、50MPa下烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例13：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温3小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨2小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃、50MPa下烧结30分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例14：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温3小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨4小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用200MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃、50MPa下烧结30分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例15：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温3小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨4小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用250MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃下常压烧结60分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例16：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，70wt％(质量百分数)(Si+C)+30wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨6小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温3小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨4小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用250MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1550℃下常压烧结90分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例17：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：以硅粉、石墨、ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，配方为ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝0.5：0.4：1：6(摩尔比)，Si：C＝1.05(摩尔比)，60wt％(质量百分数)(Si+C)+40wt％ZCAS。先称量ZnO、CaO、Al2O3、SiO2，采用行星磨球磨5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，在陶瓷纤维炉中煅烧，温度为1600℃，保温1小时，水淬，粉碎细磨得到ZCAS玻璃粉,接着称量硅粉和石墨粉，之后称量制备的ZCAS玻璃粉加入Si与C的混合物，采用行星磨球磨6小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶2(质量比)，真空烘干(先温度50℃，时间6小时；再温度120℃，时间6小时)，将粉体在真空炉中温度1350℃、保温3小时预烧得到复相陶瓷粉体，得到的陶瓷粉体球磨4小时，球磨的料∶球∶无水乙醇为1∶3∶0.8(质量比)，烘干(温度80℃，时间6小时)，加入6％的聚乙烯醇(PVA)溶胶(PVA的浓度为12％)，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40MPa的压力压制成型，然后用250MPa的压力冷等静压成型；成型坯体在600℃热处理360分钟；热处理后的坯体在真空热压烧结炉中在1600℃下常压烧结90分钟，获得烧结良好、性能优异(致密度高、硬度、导热性能和化学稳定性等优良，致密度高2.72-3.04g/cm3，硬度5-9GPa，导热系数1.0-2.5W/m·K等)的SiC基复相陶瓷固化体。
实施例18：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：
a、制备ZCAS玻璃(粉)：
以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，按ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝x：(0.9-x)：1：6的摩尔比配料，其中x为0.45，将原料混合(采用行星磨)球磨4.5小时，球磨的质量比为料(即原料ZnO、CaO、Al2O3、SiO2的总和)∶球∶无水乙醇为1∶2.5∶1，球磨后得到浆料；将浆料烘干，再在高温炉中煅烧，煅烧温度1400～1600℃，(保温)煅烧时间1小时，然后水淬，得到产物；将得到的产物(在行星磨)再球磨4.5小时，球磨的料∶球∶无水乙醇的质量比为1∶2.5∶1，然后将球磨后得到的物料烘干，即制得ZCAS玻璃(粉)；
b、制备SiC-ZCAS复相粉体：
以硅粉(Si)、石墨(C)、步骤a制得的ZCAS玻璃(粉)为原料，按硅粉(Si)：石墨(C)＝1.15：1的摩尔比取硅粉(Si)和石墨(C)并混合得到SiC混合料，再按质量百分比为SiC混合料73wt％、ZCAS玻璃(粉)27wt％取SiC混合料和ZCAS玻璃(粉)并混合、得到混合料，(采用行星磨)球磨4.5小时，球磨的料(即混合料)∶球∶无水乙醇的质量比为1∶2.5∶1，球磨后得到浆料；将浆料真空烘干，得到(Si、C和ZCAS玻璃的)混合粉体；将混合粉体在真空炉(可以是绵阳金冠科技有限公司制造的型号ZRY-40-20-2000型真空热压炉、北京华翔电炉技术有限责任公司生产的HZPS-260型真空热压炉等，后同)或氩气保护的气氛炉(可以是洛阳神佳窑业有限公司制造的型号SJG-16型快速升温管式炉、洛阳炬星窑炉有限公司生产的GWL-VSF-SS型真空气氛升降炉等，后同)中在1350℃温度下煅烧120分钟，即制得SiC-ZCAS复相粉体；
c、制备SiC基复相陶瓷固化体：
将步骤b制得的SiC-ZCAS复相粉体中加入SiC-ZCAS复相粉体质量的7.5％的聚乙烯醇(简称PVA)溶胶，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用70MPa的压力压制成型，然后用225MPa的压力冷等静压成型(可以采用四川航空工业川西机器有限责任公司生产的LDJ100/320-300型冷等静压机、四川航空工业川西机器有限责任公司生产的LDJ1250/3000-150S型冷等静压机等，后同)；将成型坯体在700℃温度下热处理240分钟；热处理后的坯体置于真空热压烧结炉(可以采用绵阳金冠科技有限公司生产的ZRY-40-20-2000型真空热压炉、北京华翔电炉技术有限责任公司生产的HZPS-260型真空热压炉等，后同)中，在温度1470℃、压力40MPa下热压烧结35分钟，或在1530℃温度下(真空)烧结60分钟，即制得(烧结良好、性能优异的)SiC基复相陶瓷固化体；
所述聚乙烯醇(简称PVA)溶胶是聚乙烯醇的质量百分比含量为12.5％的聚乙烯醇溶胶，其中聚乙烯醇(简称PVA)是溶质。
实施例19：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：
a、制备ZCAS玻璃(粉)：
以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，按ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝x：(0.9-x)：1：6的摩尔比配料，其中x为0.8，将原料混合(采用行星磨)球磨6小时，球磨的质量比为料(即原料ZnO、CaO、Al2O3、SiO2的总和)∶球∶无水乙醇为1∶3.5∶1.2，球磨后得到浆料；将浆料烘干，再在高温炉中煅烧，煅烧温度1600℃，(保温)煅烧时间1小时，然后水淬，得到产物；将得到的产物(在行星磨)再球磨6小时，球磨的质量比为料∶球∶无水乙醇为1∶3.5∶1.2，然后将球磨后得到的物料烘干，即制得ZCAS玻璃(粉)；
b、制备SiC-ZCAS复相粉体：
以硅粉(Si)、石墨(C)、步骤a制得的ZCAS玻璃(粉)为原料，按硅粉(Si)：石墨(C)＝1.3：1的摩尔比取硅粉(Si)和石墨(C)并混合得到SiC混合料，再按质量百分比为SiC混合料60wt％、ZCAS玻璃(粉)40wt％取SiC混合料和ZCAS玻璃(粉)并混合、得到混合料，(采用行星磨)球磨6小时，球磨的质量比为料(即混合料)∶球∶无水乙醇为1∶3.5∶1.2，球磨后得到浆料；将浆料真空烘干，得到(Si、C和ZCAS玻璃的)混合粉体；将混合粉体在真空炉或氩气保护的气氛炉中在1400℃温度下煅烧60分钟，即制得SiC-ZCAS复相粉体；
c、制备SiC基复相陶瓷固化体：
将步骤b制得的SiC-ZCAS复相粉体中加入SiC-ZCAS复相粉体质量的8％的聚乙烯醇(简称PVA)溶胶，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用100MPa的压力压制成型，然后用250MPa的压力冷等静压成型；将成型坯体在800℃温度下热处理120分钟；热处理后的坯体置于真空热压烧结炉中，在温度1550℃、压力50MPa下热压烧结10分钟，或在1600℃温度下(真空)烧结30分钟，即制得(烧结良好、性能优异的)SiC基复相陶瓷固化体；
所述聚乙烯醇(简称PVA)溶胶是聚乙烯醇的质量百分比含量为15％的聚乙烯醇溶胶，其中聚乙烯醇(简称PVA)是溶质。
实施例20：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：
a、制备ZCAS玻璃(粉)：
以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，按ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝x：(0.9-x)：1：6的摩尔比配料，其中x为0.9，将原料混合(采用行星磨)球磨5小时，球磨的质量比为料(即原料ZnO、CaO、Al2O3、SiO2的总和)∶球∶无水乙醇为1∶3∶1.1，球磨后得到浆料；将浆料烘干，再在高温炉中煅烧，煅烧温度1550℃，(保温)煅烧时间2小时，然后水淬，得到产物；将得到的产物(在行星磨)再球磨5小时，球磨的质量比为料∶球∶无水乙醇为1∶3∶1.1，然后将球磨后得到的物料烘干，即制得ZCAS玻璃(粉)；
b、制备SiC-ZCAS复相粉体：
以硅粉(Si)、石墨(C)、步骤a制得的ZCAS玻璃(粉)为原料，按硅粉(Si)：石墨(C)＝1.1：1的摩尔比取硅粉(Si)和石墨(C)并混合得到SiC混合料，再按质量百分比为SiC混合料80wt％、ZCAS玻璃(粉)20wt％取SiC混合料和ZCAS玻璃(粉)并混合、得到混合料，(采用行星磨)球磨5小时，球磨的料(即混合料)∶球∶无水乙醇的质量比为1∶3∶1.1，球磨后得到浆料；将浆料真空烘干，得到(Si、C和ZCAS玻璃的)混合粉体；将混合粉体在真空炉或氩气保护的气氛炉中在1350℃温度下煅烧130分钟，即制得SiC-ZCAS复相粉体；
c、制备SiC基复相陶瓷固化体：
将步骤b制得的SiC-ZCAS复相粉体中加入SiC-ZCAS复相粉体质量的7％的聚乙烯醇(简称PVA)溶胶，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用60MPa的压力压制成型，然后用220MPa的压力冷等静压成型；将成型坯体在680℃温度下热处理300分钟；热处理后的坯体置于真空热压烧结炉中，在温度1450℃、压力38MPa下热压烧结25分钟，或在1500℃温度下(真空)烧结50分钟，即制得(烧结良好、性能优异的)SiC基复相陶瓷固化体；
所述聚乙烯醇(简称PVA)溶胶是聚乙烯醇的质量百分比含量为11％的聚乙烯醇溶胶，其中聚乙烯醇(简称PVA)是溶质。
实施例21：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤为：
a、制备ZCAS玻璃(粉)：
以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，按ZnO：CaO：Al2O3：SiO2＝x：(0.9-x)：1：6的摩尔比配料，其中x为0，将原料混合(采用行星磨)球磨4小时，球磨的质量比为料(即原料ZnO、CaO、Al2O3、SiO2的总和)∶球∶无水乙醇为1∶2∶1，球磨后得到浆料；将浆料烘干，再在高温炉中煅烧，煅烧温度1550℃，(保温)煅烧时间2小时，然后水淬，得到产物；将得到的产物(在行星磨)再球磨4小时，球磨的质量比为料∶球∶无水乙醇为1∶2∶1，然后将球磨后得到的物料烘干，即制得ZCAS玻璃(粉)；
b、制备SiC-ZCAS复相粉体：
以硅粉(Si)、石墨(C)、步骤a制得的ZCAS玻璃(粉)为原料，按硅粉(Si)：石墨(C)＝1.2：1的摩尔比取硅粉(Si)和石墨(C)并混合得到SiC混合料，再按质量百分比为SiC混合料70wt％、ZCAS玻璃(粉)30wt％取SiC混合料和ZCAS玻璃(粉)并混合、得到混合料，(采用行星磨)球磨4小时，球磨的料(即混合料)∶球∶无水乙醇的质量比为1∶2∶1，球磨后得到浆料；将浆料真空烘干，得到(Si、C和ZCAS玻璃的)混合粉体；将混合粉体在真空炉或氩气保护的气氛炉中在1380℃温度下煅烧100分钟，即制得SiC-ZCAS复相粉体；
c、制备SiC基复相陶瓷固化体：
将步骤b制得的SiC-ZCAS复相粉体中加入SiC-ZCAS复相粉体质量的6％的聚乙烯醇(简称PVA)溶胶，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用80MPa的压力压制成型，然后用230MPa的压力冷等静压成型；将成型坯体在750℃温度下热处理200分钟；热处理后的坯体置于真空热压烧结炉中，在温度1500℃、压力45MPa下热压烧结50分钟，或在1550℃温度下(真空)烧结70分钟，即制得(烧结良好、性能优异的)SiC基复相陶瓷固化体；
所述聚乙烯醇(简称PVA)溶胶是聚乙烯醇的质量百分比含量为14％的聚乙烯醇溶胶，其中聚乙烯醇(简称PVA)是溶质。
实施例22：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤c中所述聚乙烯醇溶胶的配制方法是：按聚乙烯醇(简称PVA)10wt％、甘油8wt％、酒精(较好的是无水乙醇)2wt％、蒸馏水(或去离子水)80wt％的质量百分比称取聚乙烯醇(简称PVA)、甘油、酒精、蒸馏水；将蒸馏水倒入容器(可以是烧杯等)中，加热(可以在恒温水浴锅中)到温度90℃；然后在(不断)搅拌下，(缓慢)加入聚乙烯醇；待聚乙烯醇(逐渐)溶解后，再加入甘油，5分钟后加入酒精；最后在90℃温度下搅拌3个小时，即制得聚乙烯醇溶胶(即：聚乙烯醇的质量百分比含量为10％的聚乙烯醇溶胶)。其它同实施例18-21中任一，省略。
实施例23：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤c中所述聚乙烯醇溶胶的配制方法是：按聚乙烯醇(简称PVA)15wt％、甘油6wt％、酒精(较好的是无水乙醇)4wt％、蒸馏水(或去离子水)75wt％的质量百分比称取聚乙烯醇(简称PVA)、甘油、酒精、蒸馏水；将蒸馏水倒入容器(可以是烧杯等)中，加热(可以在恒温水浴锅中)到温度95℃；然后在(不断)搅拌下，(缓慢)加入聚乙烯醇；待聚乙烯醇(逐渐)溶解后，再加入甘油，10分钟后加入酒精；最后在95℃温度下搅拌3个小时，即制得聚乙烯醇溶胶(即：聚乙烯醇的质量百分比含量为15％的聚乙烯醇溶胶)。其它同实施例18-21中任一，省略。
实施例24：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤c中所述聚乙烯醇溶胶的配制方法是：按聚乙烯醇(简称PVA)12.5wt％、甘油7wt％、酒精(较好的是无水乙醇)3wt％、蒸馏水(或去离子水)77.5wt％的质量百分比称取聚乙烯醇(简称PVA)、甘油、酒精、蒸馏水；将蒸馏水倒入容器(可以是烧杯等)中，加热(可以在恒温水浴锅中)到温度93℃；然后在(不断)搅拌下，(缓慢)加入聚乙烯醇；待聚乙烯醇(逐渐)溶解后，再加入甘油，8分钟后加入酒精；最后在93℃温度下搅拌3个小时，即制得聚乙烯醇溶胶(即：聚乙烯醇的质量百分比含量为12.5％的聚乙烯醇溶胶)。其它同实施例18-21中任一，省略。
实施例25：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤c中所述聚乙烯醇溶胶的配制方法是：按聚乙烯醇(简称PVA)(10～15)wt％、甘油(6～8)wt％、酒精(较好的是无水乙醇)(2～4)wt％、蒸馏水(或去离子水)(75～80)wt％的质量百分比称取聚乙烯醇(简称PVA)、甘油、酒精、蒸馏水；将蒸馏水倒入容器(可以是烧杯等)中，加热(可以在恒温水浴锅中)到温度90～95℃；然后在(不断)搅拌下，(缓慢)加入聚乙烯醇；待聚乙烯醇(逐渐)溶解后，再加入甘油，5～10分钟后加入酒精；最后在90～95℃温度下搅拌3个小时，即制得聚乙烯醇溶胶(即：聚乙烯醇的质量百分比含量为10％～15％的聚乙烯醇溶胶)。注意：长时间在90～95℃恒温会造成水分的挥发，所以配制过程中尽量控制水分的挥发。其它同实施例18-21中任一，省略。
实施例26：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤a中所述将球磨后得到的物料烘干，是将球磨后得到的物料在温度70℃下烘干9小时。其它同实施例18-25中任一，省略。
实施例27：
一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，步骤b中所述将浆料真空烘干，是将浆料在压力0.07MPa、温度85℃的条件下烘干，烘干时间为18小时。其它同实施例18-26中任一，省略。
上述实施例22-25中：所述聚乙烯醇(简称PVA)较好的是选取聚合度在1700～2400的PVA为原料，具体型号可以为PVA1799、PVA2099、PVA2299和PVA2499，生产厂家有四川维尼纶厂、台湾长春石油化学股份有限公司、烟台星火大地化工有限公司等。
上述实施例中：步骤a和步骤b中所述无水乙醇可以替换为水，较好的是蒸馏水或去离子水。
上述实施例中：步骤a中所述将球磨后得到的物料烘干，可以是将球磨后得到的物料在温度50～90℃下烘干6～12小时。
上述实施例中：步骤b中所述将浆料真空烘干，可以是将浆料在压强0.05～0.09MPa、温度50～120℃的条件下烘干，烘干时间为12～24小时。
上述实施例中：所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量(重量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所述质量(重量)份可以均是克或千克。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间、压力、浓度等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (7)

1.一种SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是步骤为：
a、制备ZCAS玻璃：
以ZnO、CaO、Al2O3、SiO2为原料，按ZnO：CaO：Al2O3：SiO2= x ：0.9-x：1：6的摩尔比配料，其中0≤x≤0.9，将配料球磨3～6小时，球磨的料∶球∶无水乙醇的质量比为1∶1.5～3.5∶0.8～1.2，球磨后得到浆料；将浆料烘干，再在高温炉中煅烧，煅烧温度1400～1600℃，保温时间1～3小时，然后进行水淬，得到玻璃；将得到的玻璃再球磨3～6小时，球磨的料∶球∶无水乙醇的质量比为1∶1.5～3.5∶0.8～1.2，然后将球磨后得到的物料烘干，即制得ZCAS玻璃粉；
b、制备SiC-ZCAS复相粉体：
以硅粉、石墨、步骤a制得的ZCAS玻璃粉为原料，按硅粉：石墨=1～1.3：1摩尔比称取硅粉和石墨并混合得到Si+C混合料，再按Si+C混合料85～60wt%、ZCAS玻璃15～40wt%称取Si+C混合料和ZCAS玻璃并混合、得到混合料，将混合料球磨3～6小时，球磨的料∶球∶无水乙醇的质量比为1∶1.5～3.5∶0.8～1.2，球磨后得到浆料,将浆料真空烘干，得到混合粉体；将混合粉体在真空炉或氩气保护的气氛炉中在1300～1400℃温度下煅烧60～180分钟，即制得SiC-ZCAS复相粉体；
c、制备SiC基复相陶瓷固化体：
将步骤b制得的SiC-ZCAS复相粉体中加入SiC-ZCAS复相粉体质量的5%～8%的聚乙烯醇溶胶，混料、造粒；将造粒后的粉料装入钢模具中，在液压机上用40～100MPa的压力压制成型，然后用200～250MPa的压力冷等静压成型；将成型坯体在600～800℃温度下热处理120～360分钟；热处理后的坯体置于真空热压烧结炉中，在温度1380～1550℃、压力30～50MPa下热压烧结10～60分钟，或在1450～1600℃温度下烧结30～90分钟，即制得SiC基复相陶瓷固化体；
所述聚乙烯醇溶胶是聚乙烯醇的质量百分比含量为10%～15%的聚乙烯醇溶胶。
2.按权利要求1所述SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是：步骤c中所述聚乙烯醇溶胶的配制方法是：
按聚乙烯醇10～15wt%、甘油6～8wt%、酒精2～4wt%、蒸馏水75～80wt%的质量百分比称取聚乙烯醇、甘油、酒精、蒸馏水；
将蒸馏水倒入容器中，加热到温度90～95℃；然后在搅拌下，加入聚乙烯醇；待聚乙烯醇溶解后，再加入甘油，5～10分钟后加入酒精；最后在90～95℃温度下搅拌3个小时，即制得聚乙烯醇溶胶。
3.按权利要求1所述SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是：步骤a中所述 x是0＜x＜0.9。
4.按权利要求2所述SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是：步骤a中所述 x是0＜x＜0.9。
5.按权利要求1、2、3或4所述SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是：步骤a和步骤b中所述无水乙醇替换为水。
6.按权利要求1、2、3或4所述SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是：步骤a中所述将球磨后得到的物料烘干，是将球磨后得到的物料在温度50～90℃下烘干6～12小时。
7.按权利要求1、2、3或4所述SiC基复相陶瓷固化体的制备方法，其特征是：步骤b中所述将浆料真空烘干，是将浆料在压强0.05～0.09MPa、温度50～120℃的条件下烘干，烘干时间为12～24小时。
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