Si3N4陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料

氮化硅的很多性能都歸結于此結構。純Si3N4為3119，有α和β兩種晶體結構，均為六角晶形，其分解溫度在空氣中為1800℃，在110MPa氮中為1850℃。Si3N4 熱膨脹系數(shù)低、導熱率高。熱壓燒結的氮化硅加熱到l000℃后投入冷水中也不會。在不太高的溫度下，Si3N4 具有較高的強度和抗沖擊性，但在1200℃以上會隨使用時間的增長而出現(xiàn)破損，使其強度降低，在1450℃以上更易出現(xiàn)疲勞損壞，所以Si3N4 的使用溫度一般不超過1300℃。 Si3N4 今后的發(fā)展方向是：⑴充分發(fā)揮和利用Si3N4 本身所具有的優(yōu)異特性；⑵在Si3N4 粉末燒結時，開發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的成分；⑶改善制粉、成型和燒結工藝； ⑷研制Si3N4 與SiC等材料的復合化，以便制取更多的復合材料。具有良好抗腐蝕能力，1400℃抗折強度達50～55MPa，顯氣孔率15%。它耐高溫，強度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會熔成融體，一直到1900℃才會分解，并有驚人的耐化學腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機酸和30%以下的溶液，也能耐很多有機酸的腐蝕；同時又是一種電絕緣材料。 廢舊氮化硅陶瓷就是經(jīng)過使用以后，損壞或者破損的氮化硅制品， Si3N4 陶瓷是一種共價鍵化合物，基本結構單元為[ SiN4 ]四面體，硅原子位于四面體的中間，在其周圍有四個氮原子，分別位于四面體的四個頂點，然后以每三個四面體共用一個原子的形式，在三維空間形成連續(xù)而又堅固的網(wǎng)絡結構。

熱壓燒結法(HPS)是將Si3N4粉末和少量添加劑(如MgO

熱壓燒結法（ HPS)

是將Si3N4 粉末和少量添加劑（如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等），在1916 MPa以上的壓強和1600 ℃以上的溫度進行熱壓成型燒結。燒結時添加物和物相組成對產(chǎn)品性能有很大的影響。由于嚴格控制晶界相的組成，以及在Si3N4 陶瓷燒結后進行適當?shù)臒崽幚恚钥梢垣@得即使溫度高達1300 ℃時強度（可達490MPa以上）也不會明顯下降的Si3N4系陶瓷材料，而且抗蠕變性可提高三個數(shù)量級。氣壓燒結氮化硅陶瓷具有高韌性、高強度和好的耐磨性，可直接制取接近終形狀的各種復雜形狀制品，從而可大幅度降低生產(chǎn)成本和加工費用。若對Si3N4 陶瓷材料進行1400———1500 ℃高溫預氧化處理，則在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相，它能顯著提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高溫強度。熱壓燒結法生產(chǎn)的Si3N4 陶瓷的機械性能比反應燒結的Si3N4 要優(yōu)異，強度高、密度大。但制造成本高、燒結設備復雜，由于燒結體收縮大，使產(chǎn)品的尺寸精度受到一定的限制，難以制造復雜零件，只能制造形狀簡單的零件制品，工件的機械加工也較困難。

耐火磚按制備工藝方法來劃分

耐火磚簡稱火磚。用耐火黏土或其他耐火原料燒制成的耐火材料。淡黃色或帶褐色。主要用于砌冶煉爐，能耐1，580℃—1，770℃的高溫。也叫火磚。鎂砂原料的純度要盡可能高，鉻鐵礦化學成分的要求為：Cr2O330～45%，CaO不大于1。具有一定形狀和尺寸的耐火材料。按制備工藝方法來劃分可分為燒成磚、不燒磚、電熔磚（熔鑄磚）、耐火隔熱磚；按形狀和尺寸可分為標準型磚、普通磚、特異型磚等?？捎米鹘ㄖG爐和各種熱工設備的高溫建筑材料和結構材料，并在高溫下能經(jīng)受各種物理化學變化和機械作用。例如耐火粘土磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚等。

廢舊氮化硅磚主要用于耐火材料行業(yè)

由于氮化硅與碳化硅、氧化鋁、二氧化釷、氮化硼等能形成很強的結合，所以可用作結合材料，以不同配比進行改性。 此外，氮化硅還能應用到太陽能電池中。用PECVD法鍍氮化硅膜后，不但能作為減反射膜可減小入射光的反射，而且，在氮化硅薄膜的沉積過程中，反應產(chǎn)物氫原子進入氮化硅薄膜以及硅片內(nèi)，起到了鈍化缺陷的作用。這里的氮化硅氮硅原子數(shù)目比并不是嚴格的4:3，而是根據(jù)工藝條件的不同而在一定范圍內(nèi)波動，不同的原子比例對應的薄膜的物理性質(zhì)有所不同。 我們回收的廢舊氮化硅磚主要用于耐火材料行業(yè)，耐火材料行業(yè)屬于基礎工業(yè)，是鋼鐵、有色金屬都離不開的行業(yè)，貫穿整個工業(yè)鏈，所以耐火材料行業(yè)對碳化硅和氮化硅的需求量非常大。 氮化硅是耐火材料行業(yè)用量較大的原材料，由于氮化硅的耐高溫性能和抗侵蝕性能都較好，所以氮化硅是生產(chǎn)高爐無水炮泥、鐵鉤澆注料、耐腐蝕氮化硅陶瓷的原材料。 性能 氮化硅磚是以Si3N4為主要成分的特殊耐火材料制品。密度3.19g/cm3。純Si3N4為3119，有α和β兩種晶體結構，均為六角晶形，其分解溫度在空氣中為1800℃，在110MPa氮中為1850℃。膨脹系數(shù)小，為2.53×10-6/℃。1200℃下導熱率18.4W/(m·K)。熱穩(wěn)定性好，1200～2000℃熱交換上千次不破壞?？拐蹚姸瓤蛇_200~700MPa，耐氧化溫度1400℃，在還原氣氛中可達1870℃。室溫電阻率1.1×1014Ω·m。采用硅粉氮化后燒結或熱壓方法制取。 制取原料 制造氮化硅磚的主要原料是燒結鎂砂和鉻鐵礦。鎂砂原料的純度要盡可能高，鉻鐵礦化學成分的要求為：Cr2O330～45%，CaO不大于1.0～1.5%。