碳化硅磚是以碳化硅為主要原料制成的。SiC為共價結(jié)合,不存在通常所說的燒結(jié)性,而靠化學反應(yīng)生成新相達到燒結(jié),即反應(yīng)燒結(jié)。碳化硅磚按結(jié)合方式不同分為粘土結(jié)合碳化硅磚,結(jié)合碳化硅磚,氧氮化硅結(jié)合碳化硅磚,氮化硅結(jié)合碳化硅磚,Sialon結(jié)合碳化硅磚和重結(jié)晶碳化硅磚。

1、粘土結(jié)合碳化硅磚,用黑色碳化硅做原料,結(jié)合性好的軟質(zhì)粘土,紙漿廢液做結(jié)合劑制造的制品。一般結(jié)合粘土10%~15%,紙漿廢液3%~5%,以最大堆積密度計算碳化硅的大、中、細種顆粒組成?;炝蠒r先加入碳化硅的顆粒和細粉,再加入粘土細粉,干混3min再加入紙漿廢液(密度為1.26~1.28g/cm3)4%進行混練,困料12h后的泥料過4mm孔徑的篩網(wǎng),用壓磚機成型,磚坯體積密度為2.5~2.7g/cm3。磚坯自然干燥2~4天,1400℃燒成。

2、氮化硅結(jié)合碳化硅磚,用碳化硅和硅粉做原料,經(jīng)氮化燒成的制品。

碳化硅原料含SiC大于97%,其泥料的碳化硅顆粒配比為:粗:中:細=5:1:4。硅粉含大于98%,小于10μm的占80%以上,最大顆粒不能超過20μm。碳化硅顆粒與硅粉經(jīng)過配料,混合,成型,干燥后,磚坯放入氮化爐中燒成,在燒成過程中通入氮氣,爐內(nèi)溫度,壓力,氣氛均要嚴格控制。其工藝參數(shù)為:氮化氣體壓力為0.02~0.04MPa,爐內(nèi)氣氛含O2量小于0.01%,最終氮化溫度為1350~1450℃,氮化總時間隨制品形狀,尺寸不同而異。

3、β-SiC結(jié)合碳化硅磚,將碳化硅,硅粉和炭粉按一定比例配合,混合,成型,在1400℃下還原氣氛中燒成。大多數(shù)采用埋碳燒成。燒成過程中,產(chǎn)生一種以α—SiC為骨架,以細品粒β一SiC為基質(zhì)的β一SiC結(jié)合碳化硅磚。β一SiC是在燒成過程中,硅粉與炭粉反應(yīng)生成的。這種產(chǎn)品通常含有少量殘留硅和碳。

4、氧氮化硅結(jié)合碳化硅磚,配料中硅粉少于Si3N4結(jié)合磚的配比,成型后在富N2氣氛中(要求有一定的O2分壓)燒成,溫度為1350~1400℃。成品是一種以α—SiC為骨架,以Si2ON2為基質(zhì)的氧氮化硅結(jié)合碳化硅磚。基質(zhì)中往往存在少量Si和Si3 N4。

5、Sialon結(jié)合碳化硅磚,按一定粒度配比的碳化硅中配入Si3N4和Al203粉,加入結(jié)合劑混練,成型后在還原氣氛中燒成。制得以α—SiC為骨架,以Sialon為基質(zhì)的耐火制品。由于Sialon基質(zhì)存在于粒子之間,制品強度提高,抗熱震性增強。

6、重結(jié)晶碳化硅制品,由100%α—SiC構(gòu)成,無第二相存在。

原料含SiC 99.5%以上,采用最大堆積密度的顆粒級配,高壓成型,與空氣隔絕燒成的電爐中燒成,溫度在2100℃以上,要求電爐能燒到2500℃,SiC發(fā)生蒸發(fā)凝結(jié),導致無收縮的自結(jié)合結(jié)構(gòu)。

碳化硅磚熱導率高,有良好的耐磨性、抗熱震性、耐侵蝕性。可用于鋁電解槽內(nèi)襯、熔融鋁導管和陶瓷窯用窯具、大中型高爐爐身下部、爐腰和爐腹、鋁精煉爐爐襯、鋅蒸餾罐襯等。