氮化硅铁在空气气氛中的烧结试验

以闪速燃烧法合成的粒度≤0.074mm氮化硅铁细粉为原料,以胶水为临时结合剂,在250kN的压力下液压成型,干燥后于空气气氛中1500℃保温3h烧成,冷却后在试样内部钻取36mm×50mm的试样,检测其显气孔率、体积密度和常温耐压强度,同时对该试样和氮化硅铁原料进行了XRD分析。结果表明:烧成后试样的显气孔率、体积密度和常温耐压强度分别为39.6%、2.10g·cm-3和34.5MPa;与氮化硅铁原料相比,烧成后氮化硅铁中除Fe相及SiO2消失外,其余物相都存在。     

C／SiC复合材料的氧化行为研究

论述了ＳｉＣ的两种氧化行为－活性氧化和惰性氧化以及ＳｉＣ发生惰性氧化时Ｃ／ＳｉＣ复合材料的氧化行为,通过热重分析和电镜观察分析研究了温度,时间,氧含量等因素对抗氧化性能的影响;并对Ｃ／ＳｉＣ复合材料的氧化机理进行了探讨。     

Si—SiC复合材料的高温氧化行为

本文研究了高纯Ｓｉ－ＳｉＣ复合材料（克分子比为４０／６０）在１６００Ｋ温度下,于Ａｒ－Ｏ２（Ｐｏ２：０．０２￣９７ｋＰａ）气氛中,保温１５小时反应期间的氧化行为,从而评价其抗氧化性能。使用四极质谱,通过测量氧化期间ＣＯ和Ｃ琪 氧化速率。氧化动力学在高氧分压（９７ｋＰａ）下是遵循直线－抛物规律,在低氧发压（０．０２ｋＰａ）下是遵循线性规律布景 。关一种情况重量在增加,而后一种情况重量在减少。并测定了     

硅铁闪速燃烧合成氮化硅铁

利用闪速燃烧合成新技术 ,以粒度≤ 0 .0 88mm的FeSi75硅铁细粉为原料 ,在 0 .2MPa的低氮气压力与 14 0 0℃的燃烧温度条件下 ,制备了细蜂窝状氮化硅铁。XRD和SEM分析结果表明 ,这种氮化硅铁主要由短柱状β Si3N4 相和Si3Fe相组成 ,其结构特征是以Si3Fe形成核心 ,并被Si3N4 包裹。同时 ,还用热力学原理探讨了由硅铁闪速燃烧合成氮化硅铁的工艺条件、形成产物的形式、反应的中间产物和残留金属的形态。热力学研究结论和实验检测结果相一致 ,从而在理论上阐明了闪速燃烧合成是制备氮化硅铁的一种理想工艺     

硅铁粉粒度对合成氮化硅铁的影响

采用FeSi75为原料,利用直接氮化合成法制备了氮化硅铁粉末,研究了中位径(d50)分别为13.41μm、8.023μm和5.229μm的3种硅铁粉分别在1150℃、1250℃和1350℃保温9h处理后的氮化规律。借助XRD、SEM等测试手段测定和观察了产物的物相组成和显微形貌。结果表明:较细的硅铁粉(d50=5.229μm)氮化时,反应快速、剧烈,导致烧结严重,氮化效果差,而较粗硅铁粉(d50=13.41μm)氮化效果较好;较细硅铁粉氮化后易于形成须状、纤维状和柱状氮化硅晶体,较粗硅铁粉氮化后易于形成球状氮化硅团聚体。制备的氮化硅铁中有大量充满氮化硅的孔洞,产物中的Fe3Si与FexSi被其包围,这种结构有利于体现氮化硅铁的优异性能。     

埋碳条件下氮化硅铁-刚玉复合材料的反应机理

以热固型酚醛树脂为结合剂,在刚玉中分别引入质量分数为0、5%、10%、15%、20%、25%的氮化硅铁,制备出氮化硅铁-刚玉复合材料。结果表明:样品在埋碳气氛下于1 450℃保温24h处理后,常温耐压强度增加;添加氮化硅铁质量分数为15%的样品,耐压强度达到132MPa。氮化硅铁中部分Fe3Si转化成为Fe4N;热固酚醛树脂结合剂中部分残碳与氮气反应生成C3N4;氮化硅与刚玉发生固溶,生成Si5AlON7(Z=1)。氮化硅铁中的氮化硅与刚玉固溶形成Sialon。新形成的物相(Fe4N、C3N4和Si5AlON7)改善了样品的性能。     

还原气氛下闪速燃烧合成氮化硅铁的高温行为

为模拟闪速燃烧合成氮化硅铁在工作环境中的高温行为,研究了高温还原气氛下氮化硅铁的存在状态。根据热力学计算,采用在空气气氛中埋碳升温的方法,控制氧气分压在较低水平,将氮化硅铁样品分别升温至1 300℃及1 500℃,保温300 min后迅速水冷,以保存高温下样品的微观结构。采用X射线衍射和扫描电子显微镜表征样品的物相组成...     

铁元素在氮化硅铁中的存在状态

用化学分析、XRD，SEM，EDS等检测手段，首次对闪速燃烧工艺制备的新型合成原料——氮化硅铁(Fe-Si3N4)中铁元素的存在状态进行了研究。结果表明：以小于0．074mm的FeSi75颗粒为原料制备氮化硅铁时，FeSi75颗粒表面的硅原子氮化形成氮化硅包覆层，硅铁受热熔化；随着硅的持续氮化减少，铁含量相对增加，硅的氮化难度加大；最后，铁以Fe3Si和α-Fe两种形式保留下来，并且主要分布于氮化硅粉体颗粒的内部，并用热力学进行了分析。     

氮化硅铁在炭系耐火材料中的反应性

研究了氮化硅铁在炭系耐火材料中的反应性及其在高炉出铁口等方面的应用。     

氮化硅铁在Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中的防氧化行为

将Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料及分别添加8%(质量分数)氮化硅、氮化硅铁的浇注料试样在空气中进行1500℃3 h热处理后,分别对氧化层进行形貌(SEM)及能谱分析(EDS),并结合热力学分析了氮化硅铁的防氧化行为高温氧化气氛下,表面氮化硅铁中的Si3N4首先氧化生成SiO2,构成氧化层的主体;随着铁相材料的氧化,形成的氧化铁不但降低了氧化层的熔点,而且降低了熔体的粘度,增进熔体在材料表面上的润湿性及流动性,形成覆盖于材料表面的氧化层而阻止碳素氧化,使其具有比纯氮化硅更好的防氧化性能;另外,由于氮化硅铁在Al2O3-SiC-C系材料中加入量少,而且试样内部的铁不是以氧化铁形式存在的,故对材料高温使用性能的影响不大.     

Investigation on The Properties of Fe-Si3N4 Bonded SiC Composite

The mechanical properties of pressureless sintering Fe-Si3N4 bonded SiC and Si3N4 bonded SiC with same manufacture process have been compared in this paper.The oxidizing mechanism of Fe-Si3 N4 bonded SiC ceramic matrix composite has been investigated especially through TG-DSC (thermo gravimetric analysis-differential scanning calorimeter) experiment. During oxidation procedure the main reaction is the oxidation of SiC and Si3 N4, SiO2 which form protecting film to prevent further oxidizing. And residual iron in the samples become Fe2O3 and Fe3O4, the oxidation kinetics at 1100 - 1300℃ of Fe-Si3N4 bonded SiC has been studied especially. The weight gain per unit area at initial stage changes according to beeline rule, in the middle according to conic, and in the last oxidation period follows parabola rule,     

ZrSiO4对Si3N4结合SiC制品强度和抗氧化性的影响

研究了硅酸锆 (ZrSiO4)添加物对氮化硅结合碳化硅制品性能尤其是强度和抗氧化性能的影响 ,分析了其作用机理。研究结果表明 ,硅酸锆可显著提高氮化硅结合碳化硅制品的抗氧化性能 ,但提高制品强度的作用较小。     

氮化硅结合碳化硅材料的生产与应用

阐述了氮化硅结合碳化硅窑具材料的生产技术、生产工艺流程及使用情况。指出作为现代窑具的替代产品,它具有较好的市场前景     

氧氮化硅结合碳化硅窑具材料研究

利用热力学分析了氧氮化硅结合相的生成机理。探讨了硅粉加入量对氧氮化硅生成量、材料的各项理化性能以及抗氧化性能的影响。结果表明：氧氮化硅的含量随Ｓｉ含量的增加而增加,制品的常温耐压强度和荷重软化温度相应提高     

显微结构对Si_3N_4(Si_2ON_2)结合SiC质棚板性能的影响

通过X射线衍射、扫描电镜、压汞议、立体显微镜等检测手段,对Si3N4(Si2ON2)结合SiC质棚板的显微结构进行了剖析,揭示了显微结构对SiC质棚板宏观性能的影响。认为结合相的抗氧化性及氧化“釉层”的稳定性是决定棚权使用寿命的关键;气孔结构及分布是影响Si3N4(Si2ON2)结合棚极热震稳定性的重要因素。     

高炉用氮化硅结合碳化硅制品化学分析方法的研究

确定了高氧化铝含量（０．５％－２０％）的高炉用氮化硅结合碳化硅制品中Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ｆＳｉ、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３六种化学成分的化学分析方法试验条件．并按条件试验选择了分析方法，进行了精密度、准确度和实际工作的考核，证明了本分析方法可靠、切实可行，能满足科研工作和生产的要求。     

氧化烧结Si3N4-SiC复合材料的性能研究

采用工业级SiC(0.043～1.1mm段砂)和10μm的Si3N4粉,按照SiC与Si3N4的质量比为90:10配料,在玛瑙研钵中混合均匀,然后加入PVA结合剂,采用20MPa压力压制成不同尺寸的试样,于110℃恒温干燥箱内干燥24h后,按照规定的烧成制度处理。对氧化气氛下烧结的Si3N4-SiC复合材料进行了常(高)温强度、抗氧化性能、抗热震性能、抗侵蚀性能的研究,并利用XRD和SEM对试样进行了物相和显微结构分析。结果表明:试样的高温(1400℃)强度略高于其常温强度;试样具有较好的抗氧化性,在1000℃氧化60h后,其面质量增加仅为0.32mg.cm-2;试样经1200℃空冷至20℃的强度保持率达75%,具有较好的抗热震性能;氧化烧结制备的Si3N4-SiC坩埚在1000℃空气中,经20h冰晶石熔体侵蚀处理后,坩埚内壁仅有少量侵蚀,具有较好的抗冰晶石熔体侵蚀性能;坩埚在空气中经1150℃20h铜熔体侵蚀处理后,受到严重侵蚀,但在埋炭条件下处理时,坩埚没有受到侵蚀。     

SiC加入量对MgO-MgAl2O4-SiC材料性能的影响

以电熔镁砂颗粒(3~1 mm,≤1 mm)、电熔镁砂粉、镁铝尖晶石粉和SiC粉为原料,研究了SiC加入量(w)分别为5%、10%、15%、20%时对MgO-MgAl2O4材料经1 100℃和1 500℃保温3 h后的物理性能、抗氧化性能以及1 600℃保温3 h后的抗渣性能的影响。结果表明:加入SiC有利于提高材料的烧后强度。材料经1 100℃处理后,SiC几乎完全氧化;1 500℃烧后表明,当SiC加入量不超过10%时,抗氧化性能随着SiC加入量增加而增强;超过10%时,反而降低;1 600℃烧后表明,随着SiC加入量的增加,试样抗渣性能有所下降。对1 500℃烧后试样进行XRD和SEM分析发现,在试样氧化层中生成大量的镁橄榄石。     

高炉用优质Si_3N_4结合SiC砖的生产

将SiC砂及Si粉合理搭配 ,通入纯度为99 .99%、H2 O含量小于 50× 1 0 - 6的氮气氮化烧成 ,通过一系列成熟而严格的工艺控制 ,其氮化率可达 89% ,产品的体积密度为 2 .69g·cm- 3,耐压强度达到 2 0 4MPa ,高温抗折强度达到 61 .8MPa。