氮化硅结合碳化硅材料的生产与应用_张林
矿山机械中氮化硅结合碳化硅耐磨材料的应用
１ 氧化硅 结合碳化 硅耐磨材 料的特 性
１ ． １ 抗 折 强 度 较 强 与 粘 土碳化 硅制 品的抗 折 强度相 比 ，氮 化硅结 合碳 化硅复 合材
料室温 的抗折强 度相 当于它 的两倍 。因为无定 形相是不包含 在 内的 ， 如果温 度在 １ ２ ０ ０ — １ ４ ０ ０ ℃ 间， 其强度就 会有所增加 ， 与其粘 土碳化硅 ，
工， Ｉ ｋ Ｎ术
１ ６
矿 山机械 中氮化硅结合碳化硅 耐磨材料 的应用
刘伟林 （ 铜 ４ ０ ０ ０）
摘 要 ：在我 国，机械 的材料 材质 一直都是矿 山机械制造 的核 心问题之一 。与耐磨铸钢相 比，碳 化硅 的硬度 比其 大很 多，其典型 的特 点是 高度 的耐磨性 、耐 高温性 与高度 耐腐蚀性 ，此材质可 以用来制作旋 流器 、砂浆泵 、挖掘机等 一些耐磨 的部件 ，为 了将矿 山机械很好 的应 用于实际操 作 中，需要不断地优化产品 的结构 ，包括其 均匀性 、冲击韧性 、以及 同其他部 件之 间的连接 性能等。 关键词 ：矿 山机械； 氮化硅结合碳化硅耐磨材料 ；应 用
Ｄ ＯＴ： １ ０ ． １ ６ ６ ４ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ３ ７ — １ ２ ２ ２ ／ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ２ ２ ． ０ １ ３
由于很 多矿 山会 保持机 械持 续工作 的状 态 ，因此机械 会 因为长 时 间的磨 损 出现迅速 失效 的情 况 ，加入 比磨 损掉 的残渣 不慎落 入到 材料 中就 会对产 品的质量 产生 一定 的影 响。现阶 段 ，为 了将矿 山设 备 的使 用 寿命延 长 ，就要对 新型 耐磨材 料进 行大 力研究 开发 ，此 种 做法 具有极 强 的现实 意义 。陶瓷 材料是 由氮化 硅结合 碳化 硅制造 而 成 的 ，其结 构 比较优 异 ，此 材料 的强度 和硬 度都 比较强 ，线性膨 胀 系数 也较 低 ，具 有极 强的抗 高温 氧化 能力 ，此 外还 具有侵 蚀性介 质 的作 用 ，具 有 良好 的抗高 温蠕变 性 ，所 以磨 具、冶金 耐 火材料和 日 用 、电子 陶瓷 等行业都 会大量使用 此材料 ］ 。然而 ，在矿 山机械中 ， 不常见 氮化硅结合碳 化硅耐磨 耐高温耐腐 蚀材料的应用 实例 。
大型高炉用高性能氮化硅结合碳化硅的研制和使用
制品在以 硅铂棒作为发热体的氮化炉内， 在抽真空、 氮气气氛（ ｑ＞５ｐ ）微正 ｐｍ ，
压（ ００５ ． ａ下进行烧成， ＋ １－ ０ＭＰ ） ． ０ ４ 升温速率 ３ ／ ｉ． ＇ ｍｎ。在 １８℃和 １８℃两个反 Ｃ １０ ２０ 应高峰期应增加保温时间（ ＞４小时）以确保破化硅充分氮化。烧成温度在 １０℃左 ， ４０
２２２１４ 加入另一半结合１， ５ ． ．．．． １ 搅拌 分钟。 １ ２２２１５ 加入 Ｓ粉， １ ０ ．．．． ｉ 搅拌 ５ 分钟。 －２
２２２２ 出料过筛。 ．．．． ２２２３ 困料 ２ ．．．． ４小时。
２２ ３ 成型 ： ．． ．
半干法成型， ６Ｋ 用 １０ Ｎ振动加压机， 振动时间６ 秒。随着抽查， 检查半成品外观
大型高炉用高性能氮化硅结合碳化硅的研制和使用
— 兼谈 Ｓａ ｎ结合碳化硅和 Ｓａ ｎ结合刚玉制品 ｉｏ ｌ ｉｏ ｌ
宜兴市枉玺窑业有限公司 蒋玉清
２０ ０ ２年 １ １月
１前言 ： ．
高炉中 高炉的炉腹、 部（ 炉腰和炉身下部） 为高温区， 是耐火材料内衬的关键部位 之一。该部位炉衬作业条件十分恶劣， 承受极大的热负 荷冲击（ 高温负 荷最大、 温度波 动大） 、 化学浸性（ 碱金属富集区 铁水、 域、 初渣大量形成） 和机械冲刷（ 煤气和炉料的冲
体积密 度
常温耐压强度 常ｉ抗折强度 Ｒ
高温杭折强度
热震稳定性
留ｒ ＞２ ６ Ｃ ｃ３ ．２ ｍ ｎ
５ ＭＰ 妻１０ ａ ５ ＭＰ 妻３ ａ
７ ＞２ ７ ２． ８ ．０
Ｇ ／２９ 一 ００ ＢＴ ９７ ２０ Ｇ ／５７ 一１８ ＢＴ ０２ ９５
Ｇ ／３０ 一 ００ ＢＴ ０ １ ２０
氮化硅结合碳化硅材料的特性及应用范围
・ １ ４ ・ 源自陶瓷 Ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ
科技篇（ 综述） ２ ０ １ ４ 年０ ８ 月
在 过去 ｌ ０年 中 ， 有 １ ２ ７座 高 炉 里 砌 上 了 ３ ５ ０ ０ ｔ以上 的此 类优 质制 品 ， 多数高 炉 的使 用 量为 每 座 ２ ７ ０ ～８ ０ ０ ｔ ， 使 用 部位从 风 口、 炉腹 、 炉 腰 到炉 身下 中部等 。
世纪 ７ ０年 代 应 用 于 砂 轮 、 陶瓷、 电瓷 等 行 业 的 一 种 碳
氟 化钠及 氟化 钙等 熔化 侵蚀 性和 抗氧 化性 。现 将 其性
能 描述 如下 ：
１ ） 氮 化 硅结合 碳 化 硅 制 品 质 地 坚硬 ， 莫 氏硬 度 约
为 ９ ， 在 非金属 材料 中属 于高 硬 度材 料 ， 其 硬 度 仅次 于
３ ． ２ ． ４ 金 属 热 处 理 行 业
３ ． １ ． １ 建 筑 卫 生 陶 瓷 行 业
现阶段 在 陶瓷产 品 的烧 成 中 ， 大 多使 用辊 道 窑 烧 成 卫 生陶 瓷和墙 地砖 ， 而辊 道 窑 的辊 棒 基本 为 氮 化 硅
结合 碳化硅 材 质。氮 化硅 结合 碳化 硅辊 棒 的应 用解决
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ１ ７ ５ ． ７ １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ２ —２ ８ ７ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ８ —０ ０ １ ３ —０ ２
半； 导热 系 数是一 般 耐火 材 料 的 ７ ～ ８倍 ， 强度 随温 度
１ 简 介
氮化 硅结 合碳 化硅 制 品是一 种 以碳化 硅砂 为主 要
了烧 成温 度高 、 荷 重大 这一难 题 ， 有效地 降低 了产 品能
氮化硅和碳化硅
氮化硅和碳化硅
嘿，咱今儿就来唠唠氮化硅和碳化硅这俩宝贝。
你说这氮化硅啊，那可真是个厉害的角色。
有一次我和几个朋友在一块儿聊天，就说到这氮化硅。
老张就说：“嘿，这氮化硅可牛了，硬度高得很呐，就跟那钢铁侠似的，坚不可摧。
”老李接着说：“可不是嘛，而且它还耐高温呢，就像个小火炉，啥高温都不怕。
”我就笑着说：“对呀对呀，怪不得好多高科技产品里都有它呢。
”
再说说这碳化硅，那也是相当了不起。
有一回我去一个工厂参观，那里面的师傅就给我介绍碳化硅。
他说：“这碳化硅啊，耐磨性能特别好，就跟个铁打的小强似的，怎么磨都没事。
”我好奇地问：“那它都用在啥地方呀？”师傅笑着说：“那用处可多了去了，像一些耐磨的部件啊，都少不了它。
”
你看，氮化硅和碳化硅虽然咱平时不太注意，但它们在很多地方都发挥着大作用呢。
比如说在陶瓷领域，它们能让陶瓷变得更加坚固耐用；在电子行业，能提升电子产品的性能和可靠性。
氮化硅就像是一个默默守护的卫士，坚韧不拔地坚守着自己的岗位。
碳化硅呢，则像是一个勇往直前的战士，无畏无惧地面对各种挑战。
它们俩虽然性格不太一样，但都是为了让我们的生活变得更美好。
咱平时可能觉得这些材料离咱挺远的，但其实它们就在我们身边。
从我们用的手机，到开的汽车，说不定都有它们的功劳呢。
所以啊，可别小瞧了它们。
总之，氮化硅和碳化硅这俩家伙，一个硬气，一个耐磨，都是我们生活中不可或缺的好帮手。
它们虽然不声不响，但却在背后为我们的科技进步和生活便利默默贡献着。
咱得好好感谢它们呀！。
氮化硅结合碳化硅材料的特性及应用范围
氮化硅结合碳化硅材料的特性及应用范围作者：王军来源：《卷宗》2018年第29期摘要：时代的发展，促进了各个行业领域的迅速发展，尤其是工业化进程迅速，让矿山行业得到了进步和发展。
从目前我国的现状来看，矿山机械制造行业存在诸多的问题，尤其是机械材料材质不耐腐蚀、不耐磨问题最为突出，对矿山和选厂设备使用寿命有着严重的影响。
氮化硅结合碳化硅耐磨材料有着良好的性能，而且可根据使用要求成型各种尺寸，最重要的是有着极高的耐腐蚀性、耐磨性等。
将氮化硅结合碳化硅耐磨材料运用到矿山机械当中，可以优化产品结构连接性，提升产品的品质性，这样才能让使用效果更佳理想。
本文针对氮化硅结合碳化硅材料的特性及应用范围进行了论述，希望有一定的参考价值。
关键词：矿山；氮化硅结合碳化硅材料；应用从我国目前矿山作业的现状来看，依然以机械工作为主，所以，机械长期的处于作业状况，从而导致磨损迅速失效情况比较突出，另外，因为磨损后产生的残渣不小心掉入到材料当中，最终给产品质量造成直接的影响。
想要让矿山设备的使用寿命能够增加，需要进一步的研发新的耐磨材料，这对矿山行业的发展具有深远意义。
陶瓷材料的形成，是由氮化硅结合碳化硅耐磨材料制造产生的，该产品结构非常优异，有着很强的强度及硬度，线性膨胀系数比较低，抗高温氧化能力、抗高温蠕变性非常良好，因此，在多个行业当中对氮化硅结合碳化硅耐磨材料进行了充分的运用。
氮化硅结合碳化硅耐磨材料在矿山机械当中的运用将会越来越多。
1 氮化硅结合碳化硅耐磨材料的特性1.1 抗折强度较强氮化硅结合碳化硅耐磨材料和粘土碳化硅制品相比，在抗折强度方面，氮化硅结合碳化硅耐磨材料是后者的两倍。
这是由于通过高温烧接成形后，应用温度范围在1200-1400℃，不会影响其的强度，是粘土碳化硅强度的九倍[1-2]。
1.2 良好的抗氧化性，极强的耐腐蚀性和耐磨损性对于金刚石、碳化硼等物质来讲，氮化硅、碳化硅的显微粒度比较小，另外，氮化硅本身摩擦系数也比较小，更存在相应的白润滑性，所以，氮化硅结合碳化硅材料有着良好的化学性能，对于一般的无机酸及碱液腐蚀具有一定的承受能力，当然，其中不包括氢氟酸，和粘土碳化硅制品相比，氮化硅结合碳化硅材料有着良好的抗氧化性。
一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网[发明专利]
![一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a1df482da66e58fafab069dc5022aaea998f410b.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610287614.1(22)申请日 2016.05.04(71)申请人 巢湖市强力渔业有限责任公司地址 238000 安徽省巢湖市居巢区槐林镇巢庐路西(72)发明人 陈晓保 (51)Int.Cl.C08L 23/06(2006.01)C08L 27/08(2006.01)C08L 77/02(2006.01)C08L 67/02(2006.01)C08L 75/04(2006.01)C08L 23/22(2006.01)C08L 93/04(2006.01)C08K 13/06(2006.01)C08K 9/04(2006.01)C08K 3/34(2006.01)C08K 5/12(2006.01)C08K 3/32(2006.01) (54)发明名称一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网(57)摘要发明公开了一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网，由以下成分制成：肉豆蔻酸甲酯、尼龙6与聚偏氯乙烯混合物、低密度聚乙烯、氮化硅与碳化硅混合物、聚对苯二甲酸丁二酯、丁基橡胶、聚氨基甲酸酯纤维、氟磷酸钙、松香、辅助改性剂；本发明结合了尼龙6与聚偏氯乙烯混合物、低密度聚乙烯等原料的优点，利用氮化硅与碳化硅混合物对材料进行了改性处理，并且以氟磷酸钙、松香、辅助改性剂等原料对材料进行了辅助改性处理，改进后的材料具有良好的机械性能，制成的渔网强度高，尤其是，抗拉强度和耐磨性能得到极大程度的提高，抗拉强度比普通渔网强0.84倍，本发明渔网耐磨性能比普通渔网强1倍。
权利要求书1页 说明书3页CN 105801984 A 2016.07.27C N 105801984A1.一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：肉豆蔻酸甲酯0.8、尼龙6与聚偏氯乙烯混合物36、低密度聚乙烯118、氮化硅与碳化硅混合物0.4、聚对苯二甲酸丁二酯4、丁基橡胶0.2、聚氨基甲酸酯纤维0.3、氟磷酸钙0.1、松香2、辅助改性剂0.3；所述辅助改性剂按重量份计由以下成分制成：丁香茎油5、凹凸棒土1、邻苯二甲酸二甲酯1、邻苯二甲酸二环己酯3、十二烷基硫酸钠2、甲基丙烯酸月桂酯4、甲基丙烯酸叔丁酯3；制备方法为将凹凸棒土在300℃下煅烧18分钟，将丁香茎油、邻苯二甲酸二甲酯与邻苯二甲酸二环己酯采用水浴加热至80℃，然后添加煅烧后的凹凸棒土、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸叔丁酯，先以450r/min速度搅拌20分钟，再以1000r/min速度搅拌15分钟，即可。
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氮化硅结合碳化硅材料的生产与应用
◆ 张 林 孟宪省
山东工业陶瓷研究设计院 淄博255031
◆ 赵光华 朱喜仲
水利部丹江口水利枢纽管理局碳化硅总厂
摘 要 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。
关键词 氮化硅结合碳化硅,工艺,生产,应用
1 生产工艺与性能
1.1 混料
压制料是按配方称量SiC砂和Si粉,倒入高效混料机,并均匀加入事先称量好且加水稀释的添加剂和临时结合剂。
搅拌15～20min,并过筛,放入料仓困料24h以上。
挤出料是根据配方,用上述相似的方法进行混料和困料。
并应额外加入可塑剂。
注浆料是先将Si粉放在水池中浸泡48h后,再由泥浆泵抽送到压滤机经压滤处理。
根据配方称量SiC砂和Si饼,倒入高速搅拌罐并加入一定量的水、临时结合剂和悬浮剂搅拌2h。
1.2 成型
压制成型是将困好的料准确称量后,均匀布于模具中,振动加压成型,再经真空吸盘转移到储坯车上。
挤出成型是将混合料放入真空练泥机进行真空处理,使泥料均匀混合。
泥料用塑料薄膜覆盖严实,困料24h,再经真空挤出成型机挤出。
浇注成型主要是满足异型件要求,由于SiC 砂和Si粉为瘠性料,自身密度大,导致泥浆的悬浮性差,易产生沉淀,使泥浆内颗粒分布不均匀。
因此,配方中颗粒不能太粗且比例要适当,同时加入悬浮剂和解胶剂(一般采用明胶),并采用压力注浆。
然后把经24h搅拌过的泥浆从储浆罐抽入压力注浆罐中,进行真空处理,注浆罐带有慢速搅拌机,加压后泥浆通过管道输送至浇注台的石膏模内成型;保持一定的压力和时间,待吃浆厚度达到要求后,空浆;坯体巩固后,脱模。
1.3 干燥
成型后粗修和整形的合格坯体,入储坯车至干燥室内。
干燥室的热风来自热风炉(或窑炉余热利用),热风温度以100～120℃为好,有条件也可使用电热干燥。
应严格控制升温速度,以免坯体出现变形或开裂。
坯体干燥3天。
达到干燥残余水分(一般<0.5%)后推出冷却,经精修坯体和生坯检查,合格的进入氮化炉烧成。
1.4 烧成
合格干燥品装入窑车进氮化室,对氮化反应空间密封后推入梭式窑,接上充氮管和抽真空管,升温至700～1450℃进行抽真空和氮化烧成。
中高温氮化阶段(指1100℃以上),严格控制升温制度及氮气质量,氮气纯度应达到99.99%以上。
在1180℃及1280℃两个反应高峰期应增加保温时间,以免反应过速出现“流硅”。
1.5 制品的性能
氮化硅结合碳化硅制品抗折强度随温度升高而提高,至1400℃时,强度开始下降,但到1500℃时仍保持常温抗折强度指标。
氮化硅结合碳化硅材质的高温抗折强度是普通耐火材料的4～8倍;热膨胀系数是高铝耐火材料的一半;导热系数是一般耐火材料的7～8倍[1]。
生产应用
NAIHU O CAILIAO 1999,33(3)156～157,175
收稿日期:1998-09-07编辑:徐慧娟156
耐火材料1999/3
2 应用
2.1 建筑卫生陶瓷行业
1996年,我国卫生陶瓷产量为5492万件[2]。
卫生瓷行业以往采用匣钵烧成,窑具与产品重量比为(7～4)∶1,窑具能耗占总能耗的30%～40%。
引进窑炉采用明焰裸装烧成,窑具与制品的重量比在0.8～1.2之间,降低了能耗,提高了产品质量。
近年发展了辊道窑烧成卫生瓷、墙地砖,采用氮化硅结合碳化硅辊棒解决了烧成温度高、荷重大这一难点。
浇注成型的氮化硅结合碳化硅烧嘴套管,已广泛用于各种窑炉的烧成。
表1、表2反映了全球SiC材质的使用情况。
表1 几种SiC材质辊棒的使用情况
项 目1993年1995年1998年(预计)反应烧结S iC/%437268
重结晶S iC/%272722
S i3N4-SiC/%0110
表2 SiC材质横梁、立柱及棚板等应用情况
项 目1993年1995年1998年(预计)反应烧结S iC/%304020
重结晶S iC/%603010
S i3N4-SiC/%103070
2.2 日用瓷行业
我国日用瓷产量居世界首位,大多数用匣钵隔焰烧成,由于匣钵质量差,影响产品质量及合格率。
随着行业的发展及技术改造,越来越多的厂家开始采用煤气、天然气或液化石油气对产品进行明焰烧成。
采用氮化硅结合碳化硅材质的窑具可明显降低窑具与制品的重量比,节能降耗,同时提高产品的质量及合格率。
近年使用辊道窑烧成日用瓷,采用氮化硅结合碳化硅辊棒提高了使用寿命。
2.3 电瓷、电子陶瓷工业
电力行业高电压的发展促进了电瓷业的发展。
电瓷业采用传统的厚、重粘土结合或氮化物结合碳化硅窑具烧成绝缘子、套管等;电子陶瓷-铁氧体等的烧成,大多也采用SiC质窑具。
电瓷和电子陶瓷行业需高温高强度、热稳定性好、使用寿命长、价格适宜的窑具材料,这为Si3N4-SiC窑具提供了广阔的市场。
2.4 冶金行业
多数大型冶金企业都在寻求一种抗冲刷且侵蚀性能更好的材料,重结晶碳化硅能满足需要,但价格昂贵。
氮化硅结合碳化硅材料能满足性能需要,且价格仅为重结晶SiC的1/7～1/10。
氮化硅结合碳化硅砖在美、日、德等国家已使用多年,效果良好。
近几年,我国一些大型钢铁公司氮化硅结合碳化硅砖的试用已获得成功。
2.5 垃圾焚烧炉
一些发达国家将垃圾在焚烧炉中处理,在满足环保的同时,利用了热能。
近年在国内几个大城市也已启动了类似工程。
在欧洲,焚烧炉中使用氮化硅结合碳化硅衬砖材料,1993年约占10%,1995年为30%,1998年预计为35%。
2.6 砂轮行业
砂轮行业对窑具,特别是棚板的要求很高,荷载大,烧成温度高,烧成周期长。
国内很多砂轮厂家仍在使用50mm厚的粘土板或粘土结合SiC 板,不仅占用了装窑空间,而且使用寿命不长。
采用氮化硅结合碳化硅棚板,厚度可降到25m m左右,而且传热效率高,延长了使用寿命。
3 结论
采用15～25mm厚的氮化硅结合碳化硅窑具替代30～50mm厚的粘土结合SiC板可节能15%[3],每吨价格仅为2.4～3.0万元。
氮化硅结合碳化硅材料所具有的良好特性,能大幅度提高烧成产品的质量和合格率,降低生产成本,是一种值得推广的窑具材料。
参考文献
1 梁振海等.氮化硅结合碳化硅窑具材料.陶瓷,1996,(5):19～21
2 张林.发展配套中高档卫生洁具,振兴我国陶瓷工业.陶瓷工程,1998,(5):50～54
3 肖俊明等.Si3N4结合S iC窑具的研究及应用.中国陶瓷,1996,
(1):19～21
张林:男,1973年生,助理工程师,主要从事窑具材料的研究开发及窑炉的设计施工工作。
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生产应用
耐火材料
NAIHU O CAILIAO1999/3157。