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碳化物陶瓷具有强度高、硬度高、耐腐蚀性好、高温性能优良等诸多优点，是一类重要的陶瓷材料。但是，碳化物陶瓷在制备过程中存在可靠性差、加工困难、成本高等问题，在制备复杂形状陶瓷部件时这些问题更加突出，极大地制约了碳化物陶瓷在工业和高技术领域的广泛应用。 成型工艺是陶瓷制备的关键技术，是提高可靠性和成品率，降低陶瓷制造成本的重要环节之一。凝胶浇注成型是一种新的近净形状成型方法。它将高分子化学、胶体化学和陶瓷工艺学结合在一起，利用有机单体聚合生成的网状凝胶，将胶态体系中的陶瓷颗粒固定起来从而原位成型得到陶瓷素坯。凝胶浇注成型结合无压烧结技术，可以方便地制备复杂形状的陶瓷部件，降低制造成本。本工作首先研究了碳化硅(SiC)的水基凝胶浇注成型，用无压烧结制备了致密的SiC陶瓷。在此基础上，考虑其他材料体系的特性，对工艺进行适当地调整，实现了碳化钛(TiC)和碳化硼(B4C)陶瓷的凝胶浇注成型和无压烧结。 论文全面研究了SiC凝胶浇注成型中的各工艺过程。用有机碱四甲基氢氧化铵(TMAH)来调节浆料的pH值，通过静电稳定作用制备高固相含量低粘度的浇注浆料。选用水溶性的N，N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)作单体，N，N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)做交联剂，用过硫酸铵(APS)引发单体在60℃下聚合，使浇注浆料原位固化成型。采用多种干燥方法，分阶段对素坯进行干燥，有效减少了干燥中的应力和缺陷。以Al2O3和Y2O3做烧结助剂，结合无压烧结技术，在2000℃可以获得相对密度大于97％的SiC烧结体。 论文以SiC的凝胶浇注成型为研究对象，从无机粉料和有机凝胶网状结构两个角度出发，考察了浆料固含量和交联剂浓度对成型以及坯体性能的影响。浆料固含量与凝胶浇注素坯的颗粒堆积密度有直接关系。随着固含量增加，素坯中颗粒堆积紧密，素坯相对密度提高，干燥收缩变小。但是固含量过高，浆料流动性和均匀性差，对固化后的素坯结构也有影响。这些坯体缺陷会影响最终烧结体的力学性能。因此，对凝胶浇注成型来说，应当在保证浆料具有良好流动性和均匀性的前提下，尽量提高浆料的固含量。论文工作中SiC凝胶浇注浆料的合适固含量为50vol％。交联剂浓度的变化主要影响聚合产物的交联程度。交联剂浓度低时，固化后的坯体强度低;交联剂浓度高，聚合物在干燥收缩时容易碎裂，在素坯中也会引入缺陷，导致素坯的抗弯强度和位移明显减小。这些坯体缺陷使得SiC烧结体的抗弯强度在交联剂浓度为1wt％时达到最大。凝胶浇注成型中的聚合产物热分解残余碳少，有利于液相烧结SiC的致密化和力学性能的提高。另外，对凝胶浇注成型模具的设计和复杂形状部件的制备也做了初步地尝试。 TiC的凝胶浇注成型包括两部分:TiC/Ni金属陶瓷和TiC/Al2O3/Y2O3陶瓷。聚乙烯亚胺(PEI)是TiC的有效分散剂，但是PEI存在时APS引发的自由基聚合反应有加速现象，可以用偶氮化合物AZIP·2HCl代替APS引发单体聚合。在PEI的位阻稳定作用下，50vol％TiC凝胶浇注浆料以及加入25wt％Ni后的TiC/Ni浆料具有很好的流动性。在AZIP·2HCl引发下，TiC和TiC/Ni浆料可以在45℃下实现凝胶浇注成型，得到的素坯在干燥后相对密度在57.5％～60％之间。对TiC/Ni坯体在真空中进行烧结，烧结温度1530℃，保温1h。Ni含量为25wt％的TiC/Ni金属陶瓷的线收缩、相对密度、开口气孔率、抗弯强度、弹性模量和洛氏硬度HRA分别为(15.96±0.65)％、（93.3±0.7）％、(1.03±0.16)％、(1062.77±49.81)MPa、(323.93±4.00) GPa和（84.74±0.63）。在TiC/Ni烧结体断口中，TiC晶粒的解理面上有明显的台阶状裂纹;在抛光面的背散射SEM照片中，TiC晶粒有明显的core-shell（中心层-壳层）结构存在，这与TiC晶粒在烧结中长大有关。用Al2O3和Y2O3做烧结助剂，AZIP·2HCl做引发剂，用凝胶浇注成型的方法得到相对密度大于60％的TiC/Al2O3/Y2O3素坯。对TiC/Al2O3/Y2O3坯体在2000℃进行无压烧结。烧结后TiC/Al2O3/Y2O3试样的相对密度、开口气孔率、抗弯强度、弹性模量和洛氏硬度HRA分别为(96.51±0.24)％、（0.93±0.12）％、(326.73±53.09) MPa、(334.11±10.36) GPa和(90.33±0.66)。 通过聚乙烯亚胺(PEI)的位阻稳定作用，B4C浆料的固含量可以达到50vol％。在50vol％B4C的凝胶浇注浆料中加入10wt％的烧结助剂TiC后，浆料仍然表现出很好的流动性。用AZIP·2HCl做引发剂，可以得到相对密度大于60％的凝胶浇注素坯。对B4C坯体进行无压烧结，烧结温度为2200℃，保温30min，保护气氛为氩气。烧结后B4C的相对密度可以达到96.2％。这主要是由于烧结助剂TiC与B4C反应生成C，这些C可以去除B4C表面的氧化层，提高了B4C的烧结活性;残余的石墨粒子还可以抑制晶粒的快速生长。这些作用均有利于提高B4C陶瓷的致密化程度。烧结试样的断口形貌照片也表明，烧结助剂TiC可以有效地提高B4C陶瓷的致密化程度，减少气孔率。