新型氮化硅质耐火材料的制备与性能分析

摘要

以闪速燃烧法合成的不同粒度的氮化硅铁颗粒(w(Si) =48.76％,w(N) =30.65％,w(Fe)=14.15％,w(O)=2.2％,w(Al)=0.8％)作为骨料,以粒度≤0.088 mm的氮化硅铁粉和Si粉(w(Si)=98.22％,w(Al)=0.15％)作为细粉,经混料、困料、成型、干燥和1 450℃保温24h氮化烧成等工艺,制备了以Si3N4为主晶相的新型氮化硅质耐火材料.检测结果表明:所制备试样的显气孔率为29.2％,体积密度为2.39g·cm-3,常温耐压强度为151 MPa,常温抗折强度为40.3 MPa,1400℃高温抗折强度为12.2 MPa;其物相组成(w)为:β-Si3N4 72.03％,α-Si3N4 9.20％,Si2 N2O 6.23％,Fe3Si 11.60％,SiO2 0.94％.在高温条件下,随着体系中氧分压的不断降低,絮状的Si2N2O和Si3N4结合相主要由体系气相组分中的SiO、Si蒸气与N2、O2反应形成.