本文介绍了氮化硅结合碳化硅砖的特性，它不仅具有密度大、强度高、热震稳定性好、荷重软化点高、导热性好、电阻值高等特点，并且还具有优良的抗冰晶石、氟化铝、氟化钠及氟化钙等熔化侵蚀性和抗氧化性。主要应用于建筑卫生陶瓷，日用瓷，电瓷，炼铝、铜、锌，炼钢及轧钢，炼铁，金属热处理，环境保护等领域。

 

1、简介

 

氮化硅结合碳化硅砖是一种以碳化硅砂为主要原料，以氮化硅为结合相的高级耐火材料。由于SiC、Si3N4都是共价键化合物，烧结困难，在工业生产中通常采用反应烧结的方法制备。以SiC为骨料，添加金属硅粉，选用合理的颗粒级配、混练制度和成形工艺，干燥后的坯体在专用的烧成设备中，氮气气氛烧成。在烧成过程中，生成的Si3N4(基质结合相)为灰白色晶体，它能有效地将SiC颗粒(骨料)结合在一起，形成空间网络结构，从而使得砖具有其他耐火材料不可比拟的特性。氮化硅结合碳化硅材料是国外发达国家如美国的Norton、Carborundum公司，德国的An-nawevrk、HTK公司，日本TKR、NGK公司等于20世纪70年代应用于砂轮、陶瓷、电瓷等行业的一种碳化硅特种砖。该材料于20世纪80年代中期引入我国，历经多年的推广及应用，逐渐了解氮化硅结合碳化硅材料的优越性能。

 

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2、性能氮化硅结合碳化硅材质的高温抗折强度是普通耐火材料的4～8倍;热膨胀系数是高铝耐火材料的一半;导热系数是一般耐火材料的7～8倍，强度随温度的升高而提高，温度升至1400℃时，强度开始下降;但温度降至1500℃时仍保持常温抗折强度指标，该材料的热传导率随温度的升高而逐渐降低，具有密度大、强度高、热震稳定性好、荷重软化点高、导热性好、电阻值高等特点，并且具有优良的抗冰晶石、氟化铝、氟化钠及氟化钙等熔化侵蚀性和抗氧化性。现将其性能描述如下：

 

1)氮化硅结合碳化硅砖质地坚硬，莫氏硬度约为9，在非金属材料中属于高硬度材料，其硬度仅次于金刚石。

 

2)氮化硅结合碳化硅砖的常温强度高，在1200～1400℃高温下几乎保持与常温相同的强度和硬度。随着使用气氛的不同，安全使用温度可达到1650～1750℃。

 

3)热膨胀系数小，相对于碳化硅等砖热导率高，不易产生热应力，蓝冠平台注册地址具有良好热震稳定性，使用寿命长。高温抗蠕变能力强，耐腐蚀，耐极冷极热，抗氧化，易制成尺寸精度高符合要求的砖。3、应用

 

3.1陶瓷行业

 

3.1.1建筑卫生陶瓷行业

 

现阶段在陶瓷产品的烧成中，大多使用辊道窑烧成卫生陶瓷和墙地砖，而辊道窑的辊棒基本为氮化硅结合碳化硅材质。氮化硅结合碳化硅辊棒的应用解决了烧成温度高、荷重大这一难题，有效地降低了产品耗，提高了产品质量。

 

3.1.2日用陶瓷行业

 

日用陶瓷的烧成有两种方式：一种是用匣钵或类似的窑具使用梭式窑烧成;另外一种是与建筑卫生瓷烧成相同采用辊道窑烧成。采用氮化硅结合碳化硅材质的窑具可明显降低窑具与砖的质量比，节能降耗，同时还能提高产品的质量及合格率。使用辊道窑烧成日用陶瓷，采用氮化硅结合碳化硅辊棒提高了窑炉的使用寿命。

 

3.1.3电瓷和电子陶瓷行业

 

电瓷和电子陶瓷行业需高温高强度、热稳定性好、使用寿命长、价格适宜的窑具材料，这为氮化硅结合碳化硅材质窑具的应用提供了广阔的市场。

 

3.2冶金行业

 

3.2.1炼铝、铜、锌等行业

 

采用氮化硅结合碳化硅材料取代传统的碳素材料在电解槽侧墙上使用，还可作为测温热电偶套管、炼铝熔炼炉炉衬、盛铝液的“包子”内衬、坩埚、输送铝液的泵、管道、阀们、铸铝的模具、成形汽车轮毂的升液管等。

 

3.2.2炼钢及轧钢行业

 

炼钢新技术、新工艺的应用，对钢包用耐火材料提出了更高的要求，钢包内衬从原来占主导地位的高铝砖等，转向耐腐蚀性更好的材料氮化硅结合碳化硅材料。在欧美等发达国家先后应用于钢包中，取得了显著的经济效益。氮化硅作为耐火材料在炼钢行业中应用的最重要用途是用作水平连铸造的分离环。此外，还有许多工业炉窑，为了防止其某些部件的过热损毁，常常采用水冷措施，用于水冷管滑轨系统的材质便是氮化硅结合碳化硅材料砖。

 

3.2.3炼铁行业

 

近年来，高炉用氮化硅结合碳化硅砖有很快的发展，国外已有约61%的高炉采用，特别是炉缸直径为12～15m的大型高炉采用的已有68%。据统计，在过去10年中，有127座高炉里砌上了3500t以上的此类砖，多数高炉的使用量为每座270～800t，使用部位从风口、炉腹、炉腰到炉身下中部等。

 

3.2.4金属热处理行业

 

金属热处理的工作条件有各种各样，而且工况较为恶劣。虽然氮化硅陶瓷不一定适用于各种状况，但在一定条件下，氮化硅陶瓷却有良好的使用效果。例如：齿轮淬为设备上的心轴，在真空热处理中作为工件的夹具和发热体的钩等。

 

4、环保行业

 

目前在环境保护行业中，作为脱硫脱硝工程中的喷嘴绝大多数都是由氮化硅结合碳化硅材料制作的，使用该材料成形制作的喷嘴具有尺寸精确、耐腐蚀、耐冲刷性能好、雾化性能优良，而且使用寿命较长等优越性能。蓝冠官方登录地址目前国内外脱硫脱硝喷嘴的用量在逐年递增。

 

5、结论

 

氮化硅结合碳化硅材料以其密度大、强度高、热震稳定性好、荷重软化点高、导热性好、电阻值高，并且具有优良的抗冰晶石、氟化铝、氟化钠及氟化钙等熔化侵蚀性和抗氧化性等特性，在建筑卫生陶瓷、日用陶瓷、电瓷、有色冶炼、炼钢轧钢、炼铁、热处理、环境保护等行业中起着越来越不可代替的作用。