不同结合相的碳化硅耐火材料
加入时间:2012-11-20 最后编辑时间:2012-11-20 文章出处: 作者:
1、粘土结合相
在碳化硅耐火材料中,粘土结合相制品,是最普遍,价格最低、工艺最简单的一种。目前,在我国陶瓷行业中,粘土结合碳化硅窑具有较大的用量。
由于粘土中的铝、氧和碳化硅反应,在1120~1150℃进行,制品的耐火度低、抗氧化性能不强,应用领域受到一定限制。制品中粘土量一般不超过15%,配料中的细粉量不宜过大,否则易氧化。碳化硅含量在50%~93%间。一般用来制造匣钵、垫饼和隔焰板等。
2、SiO2结合相
在碳化硅中加入10%左右的SiO2(微粉和石英粉),借助烧成过程在碳化硅颗粒表面氧化生成SiO2薄膜,将碳化硅颗粒结合起来。因其原料纯度高,杂质量少,因此它的高温性能比粘土结合制品优良的多,但该制品的性能也受到成型工艺的影响。可在1200℃以上高氧气氛中使用。一般用来制作棚板和支柱等。
3、莫来石结合碳化硅
以莫来石(5%~8%)和碳化硅为原料,以纸浆或糊精作为结合剂,成型后经1380℃烧成,使莫来石与碳化硅牢固结合。该制品比粘土结合碳化硅、SiO2结合碳化硅制品的性能优良,抗热震、抗氧化性能好。目前,在我国陶瓷窑炉中应用逐渐增多。
4、反应烧结碳碳化硅
在碳化硅中加入金属硅粉和碳(石墨、碳黑等),在1450℃埋碳烧成,使硅粉与碳反应生成低温型β-SiC,将原碳化硅颗粒结合起来。另一种方法:由碳与金属硅直接反应生成碳化硅制品,即用碳或碳与碳化硅成型,埋硅烧成。两方法均可制成性能良好的碳化硅制品。由于制品中一般含有游离硅8%~15%及少量游离碳,使其使用温度低于1400℃以下。其导热系数、耐冲击性良好,但强度、硬度、耐腐蚀性差。反应烧结碳化硅制品在烧结前后尺寸几乎不变,因此,成型后可加工成任意形状和尺寸,尤适合大规模、复杂形状的产品。
近年来,人们对反应烧结碳化硅比较重视,对烧结工艺、致密度、力学性能、显微结构等进行了深入细致的研究。
5、氮化硅结合碳化硅
氮化硅的高温性能优良,可以用作碳化硅制品的结合剂,氮化硅结合碳化硅制品是近20年来发展起来的一种高科技碳化硅耐火材料。它的制作工艺是:在碳化硅颗粒混合物中,加入15%~25%的细硅粉,在氮化炉中通入高纯氮气,以一定的温度和压力制度氮化反应烧结,硅和氮生成α-Si3N4和β-Si3N4,把坚硬的碳化硅结合起来,形成致密的网络结构。因此,氮化硅结合碳化硅制品具有良好的物化性能、高温性能,使用温度达1500℃,在磨具、冶金和日用、电子陶瓷等行业得到广泛应用。作为窑具有着广阔前景。
6、氮氧化硅结合碳化硅
它的性能接近氮化硅结合碳化硅制品,其抗氧化性能更优异。生产方法是:将碳化硅、二氧化硅、粘土以及添加物制成生坯,埋碳或通入氮气在不同温度和压力制度下烧成,反应生成的板桥状氮氧化硅分布于碳化硅颗粒周围,将其紧密结合,使碳化硅保持优良的抗氧化能力。