[科普中國(guó)]-氮化硅結(jié)合碳化硅磚

氮化硅結(jié)合碳化硅磚（silicon nitride bonded silicon carbide brick ）是指用SiC和Si為原料，經(jīng)氮化燒成的耐火制品。該制品在20世紀(jì)60年代后期首次出現(xiàn)，其特點(diǎn)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。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。

簡(jiǎn)介氮化硅結(jié)合碳化硅磚（silicon nitride bonded silicon carbide brick ）是指用SiC和Si為原料，經(jīng)氮化燒成的耐火制品。該制品在20世紀(jì)60年代后期首次出現(xiàn)，其特點(diǎn)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1。

性能具有良好的耐堿侵蝕性、抗熔融冰晶石潤(rùn)濕性、抗氧化性、耐磨性、高導(dǎo)熱性、抗熱震性和極低的電導(dǎo)率。氮化硅結(jié)合碳化硅磚性能(舉例)見表12。

制造工藝以含SiC>97%的粗、中、細(xì)顆粒SiC和含Si大于98%,粒度為80%小于10μm，最大不大于20μm的工業(yè)硅粉為原料，粗、中、細(xì)顆粒配比5:1:4。氮化硅結(jié)合碳化硅磚的工藝流程見圖1。

工藝特點(diǎn)是利用反應(yīng)燒結(jié)原理，以氮化反應(yīng)使含硅粉的SiC坯體燒結(jié)，燒成過(guò)程在通入氮?dú)?、容易控制的密閉爐內(nèi)完成。爐內(nèi)溫度、壓力、氣氛均要嚴(yán)格控制，方能制出有好的顯微結(jié)構(gòu)和性能的制品。為此，要控制以下主要工藝參數(shù)：氮化氣體壓力0.02~0.04MPa，爐內(nèi)氣氛含O2量小于0.01%，最終氮化溫度1350~1450℃，氮化總時(shí)間隨制品形狀、尺寸不同而異2。

用途主要用作高爐下部爐身內(nèi)襯，比使用傳統(tǒng)耐火材料壽命提高一倍以上。此外，可用作鋁還原電解槽內(nèi)襯，陶瓷窯具，有節(jié)能、提高壽命，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，還可用作高爐風(fēng)口水冷管套磚1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

石季英 - 副教授 - 天津大學(xué)