废氮化硅砖(氮化硅结合碳化硅是怎么制造出来的呢？)

Posted 2023-05-25

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废氮化硅砖(氮化硅结合碳化硅是怎么制造出来的呢？)

在氮化硅结合碳化硅的制备中，由于氮化硅的热膨胀系数小，高温强度大，体积稳定，有良好的导热性，对于多数化学物质都稳定，不被熔融有色金属所侵蚀。再者氮化硅与碳化硅的性能也十分接近，是碳化硅材料的理想结合剂,还因为氮化硅与碳化硅均为强共价键化合物，将氮化硅引入碳化硅内制成氮化硅结合碳化硅材料，有效地提高了碳化硅材料的高温强度及热震稳定性，提高了抗铁水侵蚀能力。由于其表面氧化后可形成致密氧化物保护膜，阻止氧化的进一步进行，因此还具有较好的抗氧化性。强强联手，造就了氮化硅结合碳化硅这一具有高使用价值和优良性能的耐火材料。

那么氮化硅结合碳化硅是怎么制造出来的呢？

氮化硅结合碳化硅砖的制造采用氮化反应烧结的方法，以Sic为骨料，添加工业硅粉，选用合理的颗粒级配、混炼制度和成型工艺，坯体经干燥后在专门的窑炉中氮气气氛下(1200-1450℃)烧成。其反应原理为:

3Si+2N2=Si3N4+736kJ·mol-1

该反应生成的纤维状SiN将SiC颗粒紧密的结合在一起，形成三维空间网络结构，从而形成致密的块体，而获得高的强度。为获得得到较好的制品性能，选用的Sic原料纯度应在97.5%以上，金属硅纯度≥98%，氮气纯度不低于99.9%。

此配比方法制做氮化硅结合碳化硅砖，合理的颗粒级配对制品的强度影响较大，一般选用方圆形状的颗粒，不但是颗粒紧密堆积的前提，而且在材料的整体上也表现出性能的均匀性，不易在局部造成破坏。反之，则会对制品的性能产生影响。

在应用该方法时，必须注意的是：减少烧成制品中的残余单质Si。残余单质硅如果过高，将影响材料的高温性能。Si的氮化反应是放热反应，烧成过程升温速度过快，易引起局部温度过高，造成“析硅”现象，因此在反应过程中要对温度进行分段控制。

值得注意的是，原材料中的杂质对制品的性能影响也比较大，Fe2O3等杂质在一定数量下能促进金属硅的氮化,使反应温度降低，速率加快。但由于Fe203等杂质会形成一些低熔点的固溶相，对制品的性能不利。因此，在生产中，要控制Fe203等杂质的数量，以保证制品的良好性能。