บทความนี้แนะนำคุณลักษณะของอิฐซิลิกอนคาร์ไบด์รวมซิลิคอนไนไตรด์ อิฐซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นของอิฐทนไฟพิเศษ ไม่เพียงแต่มีคุณลักษณะความหนาแน่นสูง ความแข็งแรงสูง ความเสถียรต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ดี จุดอ่อนตัวในการรับน้ำหนักสูง ค่าการนำความร้อนที่ดี และค่าความต้านทานสูงเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติต่อต้านไครโอไลต์ที่ยอดเยี่ยมอีกด้วย , อลูมิเนียมฟลูออไรด์, โซเดียมฟลูออไรด์และแคลเซียมฟลูออไรด์และการกัดกร่อนและการต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่หลอมละลายอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้ในการสร้างสุขภัณฑ์เซรามิก พอร์ซเลนใช้ประจำวัน เครื่องลายครามไฟฟ้า อลูมิเนียม ทองแดง สังกะสี การผลิตเหล็กและการรีด การผลิตเหล็ก การรักษาความร้อนด้วยโลหะ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ
1. บทนำ
อิฐซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ถูกผูกมัดด้วยซิลิคอนไนไตรด์เป็นวัสดุอิฐทนไฟพิเศษขั้นสูงที่มีทรายซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบหลักและซิลิกอนไนไตรด์เป็นเฟสการยึดเกาะ เนื่องจาก SiC และ Si3N4 ต่างเป็นสารประกอบที่มีพันธะโควาเลนต์ การเผาผนึกจึงทำได้ยาก ดังนั้นจึงมักจะเตรียมสารเหล่านี้โดยการเผาด้วยปฏิกิริยาในการผลิตทางอุตสาหกรรม การใช้ SiC เป็นมวลรวม การเติมผงซิลิกอนโลหะ การเลือกการไล่ระดับสีที่เหมาะสมของอนุภาค ระบบการผสมและกระบวนการขึ้นรูป ตัวสีเขียวแห้งจะถูกเผาในอุปกรณ์การเผาแบบพิเศษในบรรยากาศไนโตรเจน ในระหว่างกระบวนการเผา Si3N4 ที่สร้างขึ้น (เฟสการยึดเกาะของเมทริกซ์) เป็นผลึกสีขาวเทา ซึ่งสามารถจับอนุภาค SiC (มวลรวม) เข้าด้วยกันอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อสร้างโครงสร้างเครือข่ายเชิงพื้นที่ เพื่อให้อิฐมีลักษณะที่หาตัวจับยากของวัสดุทนไฟอื่นๆ ซิลิคอนไนไตรด์รวมกับวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นประเทศที่พัฒนาแล้วในต่างประเทศ เช่น บริษัท Norton และ Carborundum ในสหรัฐอเมริกา บริษัท An-nawevrk และ HTK ในเยอรมนี และบริษัท TKR และ NGK ในญี่ปุ่น อิฐพิเศษซิลิคอนคาร์ไบด์ เนื้อหานี้ได้รับการแนะนำในประเทศของฉันในช่วงกลางเดือน-1980 หลังจากการส่งเสริมและการใช้งานเป็นเวลาหลายปี คุณสมบัติที่เหนือกว่าของอิฐทนไฟพิเศษซิลิคอนไนไตรด์ที่รวมกับซิลิกอนคาร์ไบด์ได้ค่อยๆ เข้าใจ
2. ประสิทธิภาพ
ความแข็งแรงดัดที่อุณหภูมิสูงของซิลิคอนไนไตรด์รวมกับซิลิกอนคาร์ไบด์คือ 4 ถึง 8 เท่าของวัสดุทนไฟทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเป็นครึ่งหนึ่งของวัสดุทนไฟอะลูมิเนียมสูง ค่าการนำความร้อนเป็น 7 ถึง 8 เท่าของวัสดุทนไฟทั่วไป และความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 1,400 องศา ความแรงจะเริ่มลดลง แต่เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 1,500 องศา ก็ยังคงค่าดัชนีความแข็งแรงดัดไว้ที่อุณหภูมิห้อง ค่าการนำความร้อนของวัสดุจะค่อยๆ ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น มีลักษณะของความเสถียรต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ดี จุดอ่อนแรงโหลดสูง การนำความร้อนที่ดีและมีค่าความต้านทานสูง และมีความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่อการกัดกร่อนที่หลอมละลายและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของไครโอไลต์ อะลูมิเนียมฟลูออไรด์ โซเดียมฟลูออไรด์ และแคลเซียมฟลูออไรด์ อธิบายประสิทธิภาพไว้ดังนี้:
1) ซิลิคอนไนไตรด์รวมกับอิฐซิลิกอนคาร์ไบด์มีความแข็งโดยมีความแข็งประมาณ 9 โมห์ เป็นวัสดุที่มีความแข็งสูงในบรรดาวัสดุอโลหะ และมีความแข็งเป็นอันดับสองรองจากเพชรเท่านั้น
2) ความแข็งแรงที่อุณหภูมิปกติของอิฐซิลิกอนคาร์ไบด์ผสมซิลิกอนไนไตรด์มีค่าสูง และเกือบจะคงความแข็งแรงและความแข็งเท่าอุณหภูมิปกติที่อุณหภูมิสูง 1200-1400 องศา ด้วยการใช้บรรยากาศที่แตกต่างกัน อุณหภูมิการใช้งานที่ปลอดภัยสูงสุดสามารถเข้าถึง 1650 ~ 1750 องศา
3) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีขนาดเล็ก ค่าการนำความร้อนสูงเมื่อเทียบกับซิลิกอนคาร์ไบด์และอิฐอื่น ๆ ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเกิดความเครียดจากความร้อน มีความเสถียรต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ดี และมีอายุการใช้งานยาวนาน ทนต่อการคืบที่อุณหภูมิสูง, ทนต่อการกัดกร่อน, ทนต่อความเย็นและความร้อนสูง, ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน, ง่ายต่อการผลิตเป็นอิฐทนไฟชนิดพิเศษที่มีความแม่นยำและข้อกำหนดด้านขนาดสูง
ในบทความหน้า เราจะพูดถึงช่วงการใช้งานของซิลิกอนไนไตรด์ร่วมกับอิฐซิลิกอนคาร์ไบด์
