氮化硅铁在耐火材料中的作用(氮化硅铁用途)

导语：氮化硅铁刚玉质复合耐火材料的制备与使用性能

1.氮化硅铁刚玉复合耐火材料的制备：

根据原料配比配料，在混料机中混炼30min，压制成型。采用了两种不同的热处理方法，200℃低温烘干、1450℃埋炭烧成对试样进行处理。

氮化硅铁刚玉质复合耐火材料的制备与使用性能

将试样按两种热处理方法分为两组，氮化硅铁含量为0%、4%、8%、12%、16%、20%的试样，将200℃烘干试样依次标记命名，将1450℃埋碳烧成试样同样依次对应命名，分别测试两种不同工艺试样的显气孔率、体积密度和常温耐压强度。

2.氮化硅铁刚玉复合耐火材料的物理使用性能：

(1)氮化硅铁刚玉复合耐火材料的显气孔率：由下表氮化硅铁-刚玉复合耐火材料的显气孔率可知，随着氮化硅铁含量的增加，两种不同工艺制备的试样的显气孔率随之增加。

这是由于在材料成型后，原料中大颗粒和中颗粒的刚玉组成了试样的基本骨架，刚玉细粉和氮化硅铁作为基质存在，相对于致密的刚玉颗粒，基质部分的显气孔率较大。

氮化硅铁越多，基质部分也越多，因此，氮化硅铁的含量越大，相应试样的显气孔率越大。

下表为氮化硅铁刚玉复合耐火材料的显气孔率(%)

氮化硅铁刚玉复合耐火材料的显气孔率

对比氮化硅铁含量一样、两种不同工艺制备的试样，可以发现，200℃烘干制备的试样的显气孔率在4.8%～10.7%，150℃高温埋碳烧成试样的显气孔率在10.3%～17.4%。

200℃烘干制备的试样的显气孔率明显低于1450℃烧成的试样。这可能与高温下氮化硅铁粉与刚玉细粉的反应有关。(2)氮化硅铁-刚玉复合耐火材料的体积密度：

氮化硅铁刚玉复合耐火材料的体积密度测试结果如下表所示，可得知随着氮化硅铁含量的增加，两种不同工艺制备的试样体积密度的变化趋势一致，都随之降低。

这种变化趋势与显气孔率的变化是一致的。对于同一种工艺而言，原料中氮化硅铁含量的改变显然对体积密度影响较大。

下表为氮化硅铁刚玉复合耐火材料的体积密度(g/cm3)

氮化硅铁刚玉复合耐火材料的体积密度

对比氮化硅铁含量一样、两种不同工艺制备的试样，可以发现，200℃烘干制备的试样的体积密度在3.07～3.35g/cm3，1450℃高温埋碳烧成的试样的体积密度在2.94～3.31g/cm3。

200℃烘干制备的试样的体积密度要高于高温烧成的试样的体积密度。(3)氮化硅铁刚玉复合耐火材料的常温耐压强度：

氮化硅铁刚玉复合耐火材料的常温耐压强度如下表所示，可知随着氮化硅铁含量的增加，两种不同工艺制备试样的常温耐压强度的变化趋势有很大差异。

200℃烘干制备的试样常温耐压强度达到107～222.5MPa，随着氮化硅铁含量的增加，试样的常温耐压强度呈现先下降、后上升的趋势。

不含氮化硅铁的试样常温耐压强度最大，达到22.5MPa，表明纯的刚玉原料在未经历烧成时常温耐压强度是很大的，而氮化硅铁含量为12%时，常温耐压强度下降到最低值，仍有107MPa。

1450℃烧成制备的试样常温耐压强度达到60～132.5MPa，随着氮化硅铁含量增加，试样的常温耐压强度呈现先上升、后下降的趋势。

不含氮化硅铁的试样常温耐压强度最低，仅有60MPa，同样表明纯的刚玉原料在经历烧成后常温耐压强度很低，而氮化硅铁含量为12%时，常温耐压强度达到最大值，132.5MPa。

下表为氮化硅铁刚玉复合耐火材料的常温耐压强度(MPa)

氮化硅铁刚玉复合耐火材料的常温耐压强度

常温耐压强度随着氮化硅铁含量的变化趋势，以及200℃烘干和1450℃埋碳烧成两种不同工艺的常温耐压强度对比发现。

氮化硅铁含量相同而工艺不同的试样，可以发现，200℃烘干制取的试样的常温耐压强度大于1450℃烧成制取的试样。

由前面的分析可知，这种差异是由于刚玉在经历烧成工艺后常温耐压强度显著降低，从222.5MPa(200℃烘干)降低到60MPa(1450℃埋碳烧成)。

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