非氧化物陶瓷以碳化硅和氮化硅为典型代表，相较于氧化物陶瓷，它们具有更高的高温强度和导热性能，但检测中对杂质元素和相组成的控制要求也更为严格。

一、检测对象范围

碳化硅陶瓷： 包括反应烧结碳化硅、热压烧结碳化硅、无压烧结碳化硅、渗硅碳化硅、液相烧结碳化硅、多孔碳化硅等。典型产品有机械密封环、陶瓷过滤器、热交换管、窑具方梁、耐磨衬板。

氮化硅陶瓷： 包括常压烧结氮化硅、热压氮化硅、气压烧结氮化硅等。典型产品有功率半导体模块基片、陶瓷球轴承、发动机部件、半导体夹具。

二、碳化硅陶瓷核心检测项目

（一）化学成分分析

SiC纯度： 工业级要求≥99%，半导体级要求≥99.999%。采用X射线荧光光谱（XRF）测定，依据GB/T 3045。

游离碳含量： 采用燃烧法结合红外检测，执行GB/T 16555。陶瓷级要求≤0.5%，电子级要求≤0.01%。

杂质元素： Fe、Al等杂质采用ICP-OES测定，高纯SiC要求Fe≤100ppm、Al≤50ppm。

（二）物理性能测试

体积密度： 阿基米德法，依据ASTM C20。无孔烧结体理论密度≥3.21 g/cm³。

维氏硬度： 依据GB/T 4340.1。烧结SiC维氏硬度HV≥2800，单晶SiC HV≥3200。

导热系数： 激光闪射法，依据ASTM E1461。高导热级SiC室温导热系数≥120 W/(m·K)。

电阻率： 四探针法，依据SEMI MF84。根据掺杂类型，电阻率范围为10⁻³~10⁶ Ω·cm。

（三）微观结构与缺陷

晶粒尺寸： 扫描电镜（SEM）观察，陶瓷平均粒径1-10μm。

相组成（α/β-SiC）： X射线衍射（XRD）分析，高温烧结SiC要求α相≥95%，CVD沉积SiC要求β相≥90%。

氧含量： 依据GB/T 34520.8-2021测定，为杂质控制关键项。

三、氮化硅陶瓷核心检测项目

体积密度与气孔率： 阿基米德法，依据GB/T 25995。

弯曲强度： 三点或四点弯曲法，依据GB/T 6569-2006。

导热系数： 激光闪射法。氮化硅陶瓷基片的导热系数是功率半导体模块散热性能的关键指标，检测依据GB/T 45767-2025。

相组成分析： 氮化硅存在α相和β相两种晶型，XRD用于鉴定相组成，相比例影响材料的力学性能和热导率。

氮氧含量： 针对粉体原料，氮含量和氧含量是评价氮化硅粉体纯度的重要指标。

四、常用检测标准

五、检测方法要点

碳化硅陶瓷的游离碳含量测定是质量控制的关键环节，燃烧法结合红外检测可精确测定碳含量，需注意样品粒度和燃烧完全性。氮化硅陶瓷的相组成分析中，α相和β相的定量计算需要精修XRD图谱。对于功率半导体模块用氮化硅陶瓷基片，除常规力学和热学性能外，还需关注基片的尺寸精度、表面平整度和金属化结合强度等指标，依据GB/T 45767-2025执行。

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