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氮化硅耐火原料的晶型、性质和应用
作者:admin  发布时间:2019-12-31 16:53  点击率:
氮化硅耐火原料的晶型、性质和应用,氮化硅分子式Si3N4。无天然矿物,需用人工方法合成。
 
氮化硅粉末主要由以下四种方法合成:
 
工业硅直接氮化3Si+2N2Si3N,
 
二氧化硅还原和氮化3SiO2+6C+2N2-Si3N,+6co
 
亚胺硅或氨基硅的热分解
 
3Si (NH)2-Si3N,+2NH3;3Si(NH2),→Si3N,+8NH3
 
卤化硅或硅烷与氨的气相反应
 
3SiCl4+16NH3Si3N4+12NH,CI
 
3SiH4+4NH3Si3N4+12H2
 
国内采用N2气将硅粉氮化的方法已能批量生产。
 
完全致密的氨化硅才能做优质的工程材料,而必须通过烧结才能使氨化硅致密化。

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1、氨化硅晶型和性质
 
氮化硅有两种晶型:a型和B型,均为六方晶系。烧结过程中1400C以上由a型转变为B相,在1600C以上转变速度更快,1900C氮化硅急剧分解。
 
熔点1900C(升华分解)。理论密度3.19±0.01g/cm2;硬度大,莫氏硬度为9。弹性模量4.7×10*kg/cm2,热影胀系数较低(2.5×10-5/C),耐热冲击性能好,具有韧性,高温机械强度高,高温形变小。(密度为2.5g/cm2的氮化硅陶瓷,于1200C×1000h,荷重23×7kg/cm2时,高温形变0.5%)抗侵蚀能力强。除熔融NaOH和HF外,氮化硅抗化学腐蚀良好。对许多金属不浸润,由于形成了纯化的二氧化硅层,抗氧化性能好,电绝缘性能好。
 
2、氮化硅的应用
 
氮化硅用作高级耐火材料,如与SiC结合作Si3N,-SiC耐火材料用于高炉炉身等部位;如与BN结合作Si3N,-BN材料,用于水平连铸分离环。Si3N-BN系水平连铸分离环是一种细结构陶瓷材料,结构均匀,具有高的机械强度,耐热冲击性好,又不会被钢液湿润,符合连铸的工艺要求。工程所用的不定形耐火材料中,利用Si3N,对熔钢及铸铁的抗侵蚀性,作新型结合剂。
 
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