[科普中国]-氮化硅结合碳化硅砖

氮化硅结合碳化硅砖（silicon nitride bonded silicon carbide brick ）是指用SiC和Si为原料，经氮化烧成的耐火制品。该制品在20世纪60年代后期首次出现，其特点是以Si3N4为结合剂。Si3N4以针状或纤维状结晶存在于SiC晶粒之间，是一种重要的新型耐火材料。一般含碳化硅70%～75%，氮化硅18%～25%。具有良好抗腐蚀能力，1400℃抗折强度达50～55MPa，显气孔率15%。热膨胀系数(4.5～5.0)×10-2℃-1。采用高温烧成法制备。主要用于高炉风口、铝电解槽内衬等。

简介氮化硅结合碳化硅砖（silicon nitride bonded silicon carbide brick ）是指用SiC和Si为原料，经氮化烧成的耐火制品。该制品在20世纪60年代后期首次出现，其特点是以Si3N4为结合剂。Si3N4以针状或纤维状结晶存在于SiC晶粒之间，是一种重要的新型耐火材料1。

性能具有良好的耐碱侵蚀性、抗熔融冰晶石润湿性、抗氧化性、耐磨性、高导热性、抗热震性和极低的电导率。氮化硅结合碳化硅砖性能(举例)见表12。

制造工艺以含SiC>97%的粗、中、细颗粒SiC和含Si大于98%,粒度为80%小于10μm，最大不大于20μm的工业硅粉为原料，粗、中、细颗粒配比5:1:4。氮化硅结合碳化硅砖的工艺流程见图1。

工艺特点是利用反应烧结原理，以氮化反应使含硅粉的SiC坯体烧结，烧成过程在通入氮气、容易控制的密闭炉内完成。炉内温度、压力、气氛均要严格控制，方能制出有好的显微结构和性能的制品。为此，要控制以下主要工艺参数：氮化气体压力0.02~0.04MPa，炉内气氛含O2量小于0.01%，最终氮化温度1350~1450℃，氮化总时间随制品形状、尺寸不同而异2。

用途主要用作高炉下部炉身内衬，比使用传统耐火材料寿命提高一倍以上。此外，可用作铝还原电解槽内衬，陶瓷窑具，有节能、提高寿命，不污染环境等优点，还可用作高炉风口水冷管套砖1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学