第七章 碳化硅质耐火材料

80#SiC
35％
150～180#SiC 26％，
硅灰
13％，
硅灰取代硅石细粉，不用加入助熔剂。
烧成温度： 1460～1470℃
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
－
时 间， 小时
10 4 6 18 3 7 2 6～8
56～58
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
粘土结合SiC生产注意点： a 烧成碳化硅粘土质制品的最高温度：1350～1425℃ b 结合粘土的烧结温度偏高并在隧道窑中烧成时，
须提高止火温度，隧道窑中只能有暂短的保温时间。 c 结合粘土是低温烧结的，则烧成的止火温度也要降低 d 在间歇式与室式窑中烧成时，采用较低的烧成温度
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
2） SiO2结合SiC材料原理： 在较低温度下（900~1000℃）SiC质制品氧化并生成
SiO2，随着温度的升高，氧化进行越来越剧烈，在SiC表面 生成SiO2薄膜
在1350~1500℃温度区间烧成，它借助烧成时碳化硅颗 粒接触表面氧化生成的二氧化硅薄膜，将碳化硅颗粒结合起 来，具有很好的抗氧化性。
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
粘土结合碳化硅
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
2.二氧化硅结合碳化硅材料
1）二氧化硅结合碳化硅材料概述 在碳化硅中加入一定量的二氧化硅(二氧化硅微粉和石
英粉)，在没有其他矿物添加剂时，借助烧成时碳化硅颗粒 接触表而氧化生成的二氧化硅簿膜，将碳化硅颗粒结合起 来 生产工艺流程图：
反应如下：
SiC+2O2→SiO2+CO2 SiC+3CO2→SiO2+4CO SiC+3H2O→SiO2+CO+3H2
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
SiO2结合SiC窑具制备方法 a 普通的SiO2结合SiC窑具 抗氧化能力强 高温抗折强度高 适于制作棚板类窑具 配方： 85％～90％的碳化硅 10～15％的硅石细粉 添加适量的BaCO3 烧成温度： 1500℃
碳化硅原料+二氧化硅+结合剂→混练→成型→烘干 →烧成→拣选→成品。
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
二氧化硅结合碳化硅材料特点： SiO2结合SiC优点 原料纯度较高 低熔物等杂质含量少 制品性能较粘土结合的好。 机械强度高、导热性好、热稳定性好 SiO2结合SiC缺点： 氧化产物方石英在冷热循环过程中发生体积变化 使棚板结构疏松，掉屑，直到开裂。
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
1）粘上结合碳化硅质材料生产工艺：
碳化硅+结合粘土，成型、烧成。
结合粘土不超过15%。
粘土做结合剂时粘土中铝氧
与碳化硅在1100～1150℃反应引起膨胀
源自文库2Al2O3+SiC=4AlO+SiO+CO
4AlO+O2=2Al2O3
SiO+O2=2SiO2
烧成温度：1350～1400 ℃
和较长的保温时间。
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
粘土结合SiC生产注意点： e 烧成的粘土结合碳化硅制品着有赤褐色，由于结合 剂与含硫的气体发生作用而生成硅的硫化物的缘故。 f 形成硫化硅时，二硫化物SiS2存在，一硫化硅SiS于 940℃时蒸发，在冷却时分解成为SiS2与Si。 g 采用合理的工艺时，含适量粘土的碳化硅制品具有 优异的质量。
烧成各阶段
干燥 预热 预热 烧成 保温 冷却
各阶段末的 升温的平均 各阶段所需 从开始烧成起
温度℃
速度 ℃/时 时间 小时 的时间,小时
235
40
450
30
550
17
1420
48
1425±5
－
50~80
45
5.25 6.75 6.00 18.00 1.50 30.00
5.25 12.00 18.00 36.00 37.50 67.50
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
碳化硅颗粒组成与粘土结合碳化硅制品配料组成的关系
配 料组 成，％
碳化硅
97 90 80
粘土
3 10 20
碳化硅颗粒组成
1.4～0.5mm
<0.3mm
数量，％(100％碳化硅)
40
60
50
50
60
40
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
碳化硅粘土质制品在隧道窑中烧成的温度制度
第七章 碳化硅质耐火材料
粘土结合SiC 二氧化硅结合碳化硅(SiO2/SiC) 莫来石结合SiC 自结合SiC 氮化硅结合碳化硅(Si3N4/SiC) 氮氧化硅结合碳化硅(Si2N2O/SiC) 塞隆结合氮化硅(Sialon/SiC)
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC 7.2 碳化硅质耐火材料的制备 1.粘土结合碳化硅材料
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
SiO2结合SiC 制品中SiO2组成： 加入的硅石细粉 SiC本身的氧化。
SiO2在高温下呈SiO2薄膜而覆盖SiC颗粒 阻止其继续氧化，提高其寿命。
第七章 碳化硅质耐火材料－二氧化硅结合碳化硅材料
b新型SiO2结合SiC窑具： 配方： 1 6～22#SiC 26％，
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
间歇式窑中烧成粘土结合碳化硅制品的温度制度
温度间隔， ℃
20~120 120~200 200~380 380~1100 1100～1190 1190~1330 1330~1350 1350~保温
烧成总计
升温速度，℃／时
10 20 30 40 30 20 10 －
第七章 碳化硅质耐火材料
7.1 碳化硅耐火材料概述 7.2 碳化硅质耐火材料的制备 7.3 碳化硅质耐火材料的应用
第七章 碳化硅质耐火材料
7.1 碳化硅耐火材料概述 SiC具有强度高，导热性好等优点，广泛用作耐火材料 SiC是极强的共价键化合物 烧结过程中不会出现液相 烧结性能差，必须采用特殊工艺 （如热压烧结，热等精压烧结） 第二相结合的方法烧结。
粘土结合的碳化硅棚板 常压下的空气中烧成 使用部位
用作窑具 隔焰的马弗炉板 明焰烧成电瓷产品的窑具材料。
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
第七章 碳化硅质耐火材料－粘土结合SiC
隔焰辊道窑结构图 1-工作通道 2-辊子 3-辊轴承 4-隔焰板 5-火道