Silicon Carbide Ceramics for Armor Applications: A Review of Sintering Methods and Additive Systems

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/molecules31071185
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Silicon carbide (SiC) ceramics are among the most attractive materials for lightweight armor because they combine low density (3.0–3.2 g/cm3), high hardness, and high thermal and chemical stability; however, their densification remains challenging because of strong covalent bonding and low self-diffusion. This review analyzes the main sintering routes used for armor-grade SiC ceramics, including solid-state sintering, liquid-phase sintering, hot pressing, gas-pressure sintering, hot-isostatic pressing, ultra-high-pressure sintering, two-step sintering, and spark plasma sintering, together with additive systems based on B, C, Al2O3, Y2O3, MgO, CaO, and rare-earth oxides. Reported data show that solid-state sintering typically requires 2100–2300 °C and yields 90–95% relative density, whereas hot pressing and liquid-phase sintering achieve 96–99% density at lower temperatures, generally with a flexural strength of 350–800 MPa, fracture toughness of 3.5–7.0 MPa·m1/2, and hardness of 20–30 GPa. Among the reviewed methods, spark plasma sintering provides near-theoretical density (≥99%) together with the most favorable combination of strength (up to 850 MPa) and hardness (up to 35 GPa). Overall, liquid-phase sintering and spark plasma sintering offer the most favorable balance between densification, microstructural control, and armor-relevant mechanical performance.