氮化硅結(jié)合碳化硅磚的特點

氮化硅結(jié)合碳化硅磚是指用SiC和Si為原料，經(jīng)氮化燒成的耐火制品。其特點是以Si3N4為結(jié)合劑。Si3N4以針狀或纖維狀結(jié)晶存在于SiC晶粒之間，是一種重要的新型耐火材料。耐火磚不僅應(yīng)具有較高的熔化溫度，而且還應(yīng)從具有在受到爐子砌休的荷重下或其他機(jī)械震動下，不發(fā)生軟化變形和坍塌。一般含碳化硅70%～75%，氮化硅18%～25%。具有良好抗腐蝕能力，1400℃抗折強(qiáng)度達(dá)50～55MPa，顯氣孔率15%。熱膨脹系數(shù)(4.5～5.0)×10-2℃-1。采用高溫?zé)煞ㄖ苽?。主要用于高爐風(fēng)口、鋁電解槽內(nèi)襯等。 氮化硅陶瓷材料具有熱穩(wěn)定性高。由于氮化硅是鍵強(qiáng)高的共價化合物，并在空氣中能形成氧化物保護(hù)膜，所以還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，1200℃以下不被氧化，1200~1600℃生成保護(hù)膜可防止進(jìn)一步氧化，并且不被鋁、鉛、錫、銀、黃銅、鎳等很多種熔融金屬或合金所浸潤或腐蝕，但能被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼等熔液所腐蝕。

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?xì)w結(jié)于此結(jié)構(gòu)。純Si3N4為3119，有α和β兩種晶體結(jié)構(gòu)，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(dǎo)熱率高。氮化硅制品在窯爐中用過以后，也會出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，有些氮化硅磚氧化以后會和碳化硅磚一樣，氮化硅氧化變成碳化硅，呈現(xiàn)黑色的碳化硅顆粒，如果氧化的嚴(yán)重的情況下，氮化硅的體積會出現(xiàn)疏松，碳化硅含量下降，體積密度降低，耐壓強(qiáng)度也會大大降低。熱壓燒結(jié)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(qiáng)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(qiáng)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(jié)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(jié)工藝； ⑷研制Si3N4 與SiC等材料的復(fù)合化，以便制取更多的復(fù)合材料。它耐高溫，強(qiáng)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(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機(jī)酸和30%以下的溶液，也能耐很多有機(jī)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(jié)構(gòu)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(luò)結(jié)構(gòu)。

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。2、氮化硅結(jié)合碳化硅制品的常溫強(qiáng)度高，在1200-1400℃高溫下，幾乎保持與常溫相同時間的強(qiáng)度和硬度。主要用于砌冶煉爐，能耐1，580℃—1，770℃的高溫。也叫火磚。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(biāo)準(zhǔn)型磚、普通磚、特異型磚等?？捎米鹘ㄖG爐和各種熱工設(shè)備的高溫建筑材料和結(jié)構(gòu)材料，并在高溫下能經(jīng)受各種物理化學(xué)變化和機(jī)械作用。例如耐火粘土磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚等。

熱壓燒結(jié)的氮化硅加熱到l000°C后投入冷水中也不會

氮化硅的很多性能都?xì)w結(jié)于此結(jié)構(gòu)。純Si3N4為3119，有α和β兩種晶體結(jié)構(gòu)，均為六角晶形，其分解溫度在空氣中為1800℃，在110MPa氮中為1850℃。該產(chǎn)品已在焦作萬方鋁業(yè)、貴陽鋁業(yè)、中孚鋁業(yè)、包頭鋁業(yè)等多家企業(yè)的大型電解槽中使用，并出口力拓加拿大鋁業(yè)、俄羅斯鋁業(yè)、巴林鋁業(yè)等，深得用戶好評。Si3N4 熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱率高，故其耐熱沖擊性較好。熱壓燒結(jié)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(qiáng)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(qiáng)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℃。由于Si3N4 的理論密度低，比鋼和工程超耐熱合金鋼輕得多，所以，在那些要求材料具有高強(qiáng)度、耐高溫等性質(zhì)的地方用Si3N4 陶瓷去代替合金鋼是再合適不過了。 它是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形狀，在氮?dú)庵屑?200℃的高溫下進(jìn)行初步氮化，使其中一部分硅粉與氮反應(yīng)生成氮化硅，這時整個坯體已經(jīng)具有一定的強(qiáng)度。然后在1350℃～1450℃的高溫爐中進(jìn)行二次氮化，反應(yīng)成氮化硅。用熱壓燒結(jié)法可制得達(dá)到理論密度99%的氮化硅。