氮化矽結合碳化矽磚

氮化矽結合碳化矽磚（silicon nitride bonded silicon carbide brick ）是指用SiC和Si為原料，經氮化燒成的耐火製品。該製品在20世紀60年代後期首次出現，其特點是以Si₃N₄為結合劑。Si₃N₄以針狀或纖維狀結晶存在於SiC晶粒之間，是一種重要的新型耐火材料。一般含碳化矽70%～75%，氮化矽18%～25%。具有良好抗腐蝕能力，1400℃抗折強度達50～55MPa，顯氣孔率15%。熱膨脹係數(4.5～5.0)×10^-2℃-1。採用高溫燒成法製備。主要用於高爐風口、鋁電解槽內襯等。

基本介紹

• 中文名：氮化矽結合碳化矽磚
• 外文名：silicon nitride bonded silicon carbide brick
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：耐火材料
• 始於：20世紀60年代後期

簡介

氮化矽結合碳化矽磚（silicon nitride bonded silicon carbide brick ）是指用SiC和Si為原料，經氮化燒成的耐火製品。該製品在20世紀60年代後期首次出現，其特點是以Si₃N₄為結合劑。Si₃N₄以針狀或纖維狀結晶存在於SiC晶粒之間，是一種重要的新型耐火材料。

性能

具有良好的耐鹼侵蝕性、抗熔融冰晶石潤濕性、抗氧化性、耐磨性、高導熱性、抗熱震性和極低的電導率。氮化矽結合碳化矽磚性能(舉例)見表1。

表1

製造工藝

以含SiC>97%的粗、中、細顆粒SiC和含Si大於98%,粒度為80%小於10μm，最大不大於20μm的工業矽粉為原料，粗、中、細顆粒配比5:1:4。氮化矽結合碳化矽磚的工藝流程見圖1。

圖1

工藝特點是利用反應燒結原理，以氮化反應使含矽粉的SiC坯體燒結，燒成過程在通入氮氣、容易控制的密閉爐內完成。爐內溫度、壓力、氣氛均要嚴格控制，方能制出有好的顯微結構和性能的製品。為此，要控制以下主要工藝參數：氮化氣體壓力0.02~0.04MPa，爐內氣氛含O₂量小於0.01%，最終氮化溫度1350~1450℃，氮化總時間隨製品形狀、尺寸不同而異。

用途

主要用作高爐下部爐身內襯，比使用傳統耐火材料壽命提高一倍以上。此外，可用作鋁還原電解槽內襯，陶瓷窯具，有節能、提高壽命，不污染環境等優點，還可用作高爐風口水冷管套磚。