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氮化硅結合碳化硅磚質量作為新型的耐火材料結合產生的影響
新聞分類: 技術資訊 瀏覽:3440 日期:2021/10/22
氮化硅結合碳化硅磚屬于一種新的耐火材料這些材料中包含了很多細分種類，比如氮化硅結合碳化硅磚以及氮化硅結合碳化硅輻射管。這些材料有著多種優(yōu)良性能屬性，氮化硅結合碳化硅磚有著環(huán)保節(jié)能的重要特性。碳化硅的純度應達到98.5%以上，硅粉的純度應達到99%以上，氮氣的純度應達到99.9%以上。除了原料的純度需要進行嚴格的控制之外，生產加工過程中還需要對原料的粒度和顆粒級配進行嚴格的控制。
氮化硅結合碳化硅磚生產工藝中，需要加入臨時的結合劑，結合劑的影響結合劑的加入主要有兩大功效，一是可以幫助原料之間融合實現(xiàn)均質體，改善原料顆粒表面的分散性，為胚體成型創(chuàng)建良好的條件，氮化硅結合碳化硅制品在干燥和燒成的工序中要面臨升溫的過程，而在高溫條件下，氮化硅結合碳化硅制品中的臨時結合劑會分解，氣態(tài)物質揮發(fā)過程中給氮化硅結合碳化硅制品留下大量的網絡狀氣孔通道，不僅更有利于氮氣的充入，提高了硅粉和氮氣之間的反應效率，而且也能夠更有利于最終產品的穩(wěn)定性。臨時結合劑主要有：有機糊精、木質素磺酸鈣以及德國司馬化工分散劑等等，目前行業(yè)內對于臨時結合劑的添加量質量百分比通常在5%以內。 氮化硅結合碳化硅磚的成型工藝主要有半干法成型和注漿成型兩大類。成型工藝的影響其中半干法成型因生產效率較高的優(yōu)勢應用更加普遍。國內主要采用的是注漿法成型，這就要求漿料性能一定要好，決定漿料好壞的因素有很多，其中碳化硅微粉的表面處理占有很重要的地位。這種原料的來源基本靠進口——法國的圣戈班公司，2018年沈陽長信碳化硅微粉有限公司通過自主研發(fā)，成果的攻克了難關，研發(fā)出了專門用于氮化硅結合碳化硅制品的碳化硅微粉，不僅擺脫了對國外產品的依賴，在產品性能上也有了很大的提高，體積密度由2.52g/mL提高到了2.57g/mL;20℃的平均抗彎強度由90P提高到了100MP。不論哪種工藝，坯體的體積密度會直接影響到氮化質量。 干燥工序中溫度以及時間對產品質量有較大影響。干燥制度的影響溫度過低或時間過短，導致胚體中殘留水分，在后續(xù)情況的氮化反應過程中誘發(fā)硅粉的氧化反應，從而降低氮化反應效率，影響產品質量。溫度升高的快慢也會對產品質量造成影響。溫度升高太快不利于對高溫環(huán)境進行控制，過高的溫度會造成胚體表面出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。 原料的粒度過高將會直接影響胚體成型的體積密度，造成胚體的致密性降低，影響最終的產品質量。在原料顆粒級配方面，要注意硅粉的粒度，硅粉的粒度控制可以確保硅粉與氮氣的反應效率，但是一味降低硅粉的粒度也會存在一定的負面影響，即硅粉與氮氣反應速率過快，劇烈的反應造成反應裝置中熱量集聚上升，一旦溫度超過1400℃時，這些都會誘發(fā)碳化硅表面出現(xiàn)流硅的情況，影響了產品的質量的控制。氮化硅結合碳化硅制品的原料中加入ZrSiO4產品會有抗氧化性。原料性質的影響氮化硅結合碳化硅磚涉及到的主要生產原料有：氮氣等添加劑、碳化硅、硅粉都不同于氮化硅材料制品氮化硅結合碳化硅制品要選用純度更高的原料來使用。 其中升溫階段裝置內的溫度由初始溫度升高至1100℃左右，而原料氮化反應階段的溫度在1100～1350℃。氮化工序之前的裝窯方式可能對質量造成影響的因素是胚體之間的縫隙間隔。胚體之間應留有一定的空間，為氮氣的順暢滲透填充提供有利條件，避免出現(xiàn)因裝窯總量過多導致流硅現(xiàn)象。氮化硅結合碳化硅磚的原料混煉成型后在氮化爐中高溫1400℃左右進行燒制，最終產品的質量和性能與氮化反應的溫度有著緊密關系。在硅粉與氮氣發(fā)生反應的過程中，大致經歷兩個溫度段：首先是升溫階段，然后是原料的氮化反應階段。 |
