1450℃反应烧结Fe3Si-Si3N4复合耐火材料的相组成

以Si粉和Fe₃Si-Si₃N₄为原料，在高纯N₂气氛下制备Si₃N₄/Fe₃Si-Si₃N₄复合材料。氮化烧成后Si₃N₄结合Fe₃Si-Si₃N₄复合耐火材料试样中物相为Si₃N₄、Fe₂Si、FeSi和Si₂N₂O。其中Si₂N₂O含量约6%，且在试样中心和外部分布不均匀。Fe₃Si-Si₃N₄原料是Fe₃Si和Si₃N₄两相共存材料，热力学评估和材料的微观结构分析表明，Fe₃Si和部分Si粉形成新的低熔点硅铁合金，使靠近试样表面部位的部分开口气孔被液态硅铁合金所堵塞或填充，试样中心部位的微量氧不能迁移至外部，N₂中微量氧将Fe₃Si-Si₃N₄原料中Si₃N₄氧化，形成Si₂N₂O包裹，导致试样中心Si₂N₂O含量比边缘部位高。Si₂N₂O的形成使体系氧分压降至Si₃N₄稳定存在的氧分压时，Si粉直接氮化形成柱状Si₃N₄，而非纤维状Si₃N₄，同时在1 450℃氮化烧成条件下，Fe的存在促进了α-Si₃N₄向β-Si₃N₄的转变。