Opeke iz silicijevega karbida, vezane s silicijevim nitridomso neke vrste napredni ognjevzdržni materiali s silicijevim karbidnim peskom kot glavno surovino in silicijevim nitridom kot vezno fazo. Ker sta SiC in Si3N4 spojini s kovalentno vezjo, je sintranje težavno, reakcijsko sintranje pa se običajno uporablja v industrijski proizvodnji. SiC se uporablja kot agregat, doda se kovinski silicijev prah in izberejo se razumno razvrščanje delcev, sistem mešanja in postopek oblikovanja. Posušeno zeleno telo se žge v atmosferi dušika v namenski opremi za žganje. Med postopkom žganja je ustvarjeni Si3N4 (faza matričnega lepljenja) sivkasto bel kristal, ki lahko učinkovito združuje delce SiC (agregate) v strukturo prostorske mreže, tako da ima opeka neprimerljive lastnosti drugih ognjevzdržnih materialov.
Značilnosti opek iz silicijevega karbida, vezanih na silicijev nitrid
1) Sic opeke, vezane s silicijevim nitridom, so trde po teksturi, s trdoto po Mohsu približno 9. Med nekovinskimi materiali so materiali z visoko trdoto, njihova trdota pa je takoj za diamantom.
2) Silicijev nitrid v kombinaciji z opekami iz silicijevega karbida ima trdnost pri visoki sobni temperaturi in ohranja skoraj enako trdnost in trdoto kot pri sobni temperaturi pri visokih temperaturah 1200-1400 stopinj. Odvisno od atmosfere uporabe lahko največja varna temperatura uporabe doseže 1650-1750 stopinj.
3) Koeficient toplotnega raztezanja je majhen, toplotna prevodnost pa visoka v primerjavi z opekami iz silicijevega karbida, zato ni enostavno ustvariti toplotne obremenitve, ima dobro stabilnost pri toplotnem šoku in ima dolgo življenjsko dobo. Ima močno odpornost proti lezenju pri visokih temperaturah, odpornost proti koroziji, odpornost na ekstremni mraz in vročino, odpornost proti oksidaciji in je enostavna za izdelavo opeke z visoko dimenzijsko natančnostjo, ki izpolnjuje zahteve.
Področje uporabe opek iz silicijevega karbida, vezanih s silicijevim nitridom
1: Keramična industrija
1.1. Industrija gradbene sanitarne keramike
Trenutno se pri žganju keramičnih izdelkov valjčne peči večinoma uporabljajo za žganje sanitarne keramike ter stenskih in talnih ploščic, valji valjčnih peči pa so v osnovi izdelani iz silicijevega nitrida v kombinaciji s silicijevim karbidom. Uporaba silicijevega nitrida v kombinaciji z valji iz silicijevega karbida rešuje problem visoke temperature žganja in velike obremenitve, učinkovito zmanjša porabo energije izdelka in izboljša kakovost izdelka.
1.2. Keramična industrija za vsakodnevno uporabo
Obstajata dva načina za žganje keramike za vsakodnevno uporabo: eden je uporaba žične peči s saggerjem ali podobno pečjo; drugi pa je uporaba valjčne peči na enak način kot gradnja sanitarne keramike. Uporaba orodij za peč iz silicijevega nitrida v kombinaciji s silicijevim karbidom lahko znatno zmanjša masno razmerje orodij za peč in opeke, prihrani energijo in zmanjša porabo ter hkrati izboljša kakovost in kakovost izdelkov. Uporaba valjčnih peči za žganje vsakodnevne keramike in uporaba silicijevega nitrida v kombinaciji z valji iz silicijevega karbida podaljšata življenjsko dobo peči.
1.3. Industrija električnega porcelana in elektronske keramike
Industrija električnega porcelana in elektronske keramike zahteva materiale za peči z visoko temperaturo, visoko trdnostjo, dobro toplotno stabilnostjo, dolgo življenjsko dobo in razumno ceno, kar zagotavlja širok trg za uporabo orodij za peči iz silicijevega nitrida v kombinaciji s silicijevim karbidom.
2. Metalurška industrija
2.1. Industrija aluminija, bakra, cinka in druge industrije
Za zamenjavo tradicionalnih ogljikovih materialov na stranskih stenah elektrolitskih celic uporabite visokokakovosten silicijev nitrid v kombinaciji z materiali iz silicijevega karbida. Uporabljajo se lahko tudi kot rokavi termočlenov za merjenje temperature, obloge peči za taljenje aluminija, obloge za "cmoke" za aluminijevo tekočino, lončke, črpalke za transport aluminijeve tekočine, cevi, ventili, kalupi za ulivanje aluminija in tekoči nastavki za oblikovanje avtomobilskih koles.
2.2. Jeklarstvo in valjarska industrija
Najpomembnejša uporaba silicijevega nitrida kot ognjevzdržnega materiala v jeklarski industriji je kot ločilni obroč za vodoravno kontinuirano litje. Poleg tega obstaja veliko industrijskih peči, ki pogosto uporabljajo ukrepe za vodno hlajenje, da preprečijo pregrevanje in poškodbe nekaterih svojih komponent. Najboljši material za vodno hlajeni cevni drsni sistem je silicijev nitrid v kombinaciji z opekami iz silicijevega karbida.
2.3. Industrija varstva okolja
Večina šob v projektih razžveplanja in denitrifikacije je narejenih iz silicijevega nitrida v kombinaciji z materiali iz silicijevega karbida. Šobe, oblikovane in izdelane s tem materialom, imajo vrhunske lastnosti, kot so natančna velikost, dobra odpornost proti koroziji, dobra odpornost proti eroziji, odlična zmogljivost atomizacije in dolga življenjska doba.
