氮化硅耐火原料的晶型、性質(zhì)和應(yīng)用，氮化硅分子式Si3N4。無(wú)天然礦物，需用人工方法合成。
 
氮化硅粉末主要由以下四種方法合成：
 
工業(yè)硅直接氮化3Si+2N2Si3N,
 
二氧化硅還原和氮化3SiO2+6C+2N2-Si3N,+6co
 
亞胺硅或氨基硅的熱分解
 
3Si (NH)2-Si3N,+2NH3;3Si(NH2),→Si3N,+8NH3
 
鹵化硅或硅烷與氨的氣相反應(yīng)
 
3SiCl4+16NH3Si3N4+12NH,CI
 
3SiH4+4NH3Si3N4+12H2
 
國(guó)內(nèi)采用N2氣將硅粉氮化的方法已能批量生產(chǎn)。
 
完全致密的氨化硅才能做優(yōu)質(zhì)的工程材料，而必須通過(guò)燒結(jié)才能使氨化硅致密化。


 
1、氨化硅晶型和性質(zhì)
 
氮化硅有兩種晶型：a型和B型，均為六方晶系。燒結(jié)過(guò)程中1400C以上由a型轉(zhuǎn)變?yōu)锽相，在1600C以上轉(zhuǎn)變速度更快，1900C氮化硅急劇分解。
 
熔點(diǎn)1900C(升華分解）。理論密度3.19±0.01g/cm2;硬度大，莫氏硬度為9。彈性模量4.7×10*kg/cm2,熱影脹系數(shù)較低（2.5×10-5/C),耐熱沖擊性能好，具有韌性，高溫機(jī)械強(qiáng)度高，高溫形變小。（密度為2.5g/cm2的氮化硅陶瓷，于1200C×1000h,荷重23×7kg/cm2時(shí)，高溫形變0.5%)抗侵蝕能力強(qiáng)。除熔融NaOH和HF外，氮化硅抗化學(xué)腐蝕良好。對(duì)許多金屬不浸潤(rùn)，由于形成了純化的二氧化硅層，抗氧化性能好，電絕緣性能好。
 
2、氮化硅的應(yīng)用
 
氮化硅用作高級(jí)耐火材料，如與SiC結(jié)合作Si3N,-SiC耐火材料用于高爐爐身等部位；如與BN結(jié)合作Si3N,-BN材料，用于水平連鑄分離環(huán)。Si3N-BN系水平連鑄分離環(huán)是一種細(xì)結(jié)構(gòu)陶瓷材料，結(jié)構(gòu)均勻，具有高的機(jī)械強(qiáng)度，耐熱沖擊性好，又不會(huì)被鋼液濕潤(rùn)，符合連鑄的工藝要求。工程所用的不定形耐火材料中，利用Si3N,對(duì)熔鋼及鑄鐵的抗侵蝕性，作新型結(jié)合劑。