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碳化硅结合制品有哪些?为什么说氮化硅结合碳化硅是碳化硅结合物中最实用的耐火材料呢?
09-30
根据碳化硅(SiC)结合相的不同,可把碳化硅结合物分为:
一、氧化物结合碳化硅(SiC),以Al2O3-SiO2系硅酸盐为结合相,包括黏土结合、莫来石结合和SiO2结合碳化(SiC)。
1) 结合相原料以结合黏土为主,通常海加入硅线石、红柱石、蓝晶石等矿物细分原料。烧成温度为1350℃-1450℃,可与黏土质耐火材料一起烧成。
2) 莫来石结合碳化硅中碳化硅含量一般是65%-85%,烧成温度一般是1350℃-1500℃。
3) SiO2结合SiC材料结合相由α-鳞石英、α方石英和少量富硅玻璃相组成结合相原料选用纯度较高的定型或不定型SiO2微粉或细粉配料中通常还加入少量MnO2、V2O5等矿化剂。烧成温度为1350℃-1500℃。
二、氮化物结合SiC,结合相为Si3N4,及氮化硅结合碳化硅,塞隆结合(Sialon)碳化硅,氮氧化硅(Si2N2O)等共价键化合物。
① 氮化硅结合碳化硅制品是当前氮化物结合碳化硅(SiC)材料中用量最多的产品,它具有高温强度强、热导率大、线膨胀系数小、抗热震性好、抗碱侵蚀性好、抗氧化性好、抗锌铝铜铅等熔融液侵蚀能力强和高温耐磨性好等种种优良性能。因此在钢铁、有色冶金、陶瓷等行业广泛应用。
② 塞隆结合碳化硅一般是β-Sialon结合碳化硅(SiC),β-Sialon具有Si3N4基陶瓷材料的优异性能,硬度大、机械力学性能优异、耐腐蚀、抗热震、线膨胀系数小。与氮化硅相比,β-Sialon的抗氧化性更好,抗侵蚀能力也强于其它碳化硅结合物。
③ 当前的反应烧结工艺很难制备出纯的氮氧化硅(Si2N2O)结合碳化硅(SiC)制品,它通常是以Si2N2O为主要结合相的Si2N2O/Si3N4复相氮化物结合SiC材料。
三、自结合SiC包括β-SiC结合SiC和重结晶SiC。
β-SiC结合SiC是以β-SiC为主,它的生产工艺较复杂,生产成本略高于Si3N4结合SiC制品,不过β-SiC结合SiC产品重量和大小可不受制造工艺的限制。但因其晶粒细小,活性较大。抗氧化性、抗水蒸气氧化侵蚀和机械强度不如/Si3N4结合SiC制品。
四、渗硅反应烧结碳化硅(SiC)是由SiC和游离Si组成的一种Si质工程陶瓷材料。渗硅碳化硅制品是一种性能优良的SiC/Si复相陶瓷材料,材料中Si形成连续相或者Si和SiC互为连续相,主要采用反应烧结工艺制备,通常称为渗硅反应烧结SiC。这种产品工艺要求高,所以价格昂贵,使用相比氮化硅结合碳化硅来说通常较少。
以上的碳化硅结合制品中,氮化硅结合碳化硅是应用相对最广泛的,它可用在钢铁行业,有色金属行业(铝、锌、铜等),陶瓷、冶金、化学等行业,虽然其它碳化硅结合制品也都可用,但它是性价比最高、应用最广泛的碳化硅结合物。
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