氮化硅結(jié)合碳化硅磚的礦物組成以SiC為主，其次為結(jié)合相a-Si3N4和β-Si3N4以其優(yōu)良的組織結(jié)構(gòu)、良好的抗氧化性、抗冰晶石等熔體的化學(xué)侵蝕性和密度大、強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱性好、電阻值高等特點(diǎn)取代碳素材料已在鋁電解槽中已被廣泛應(yīng)用。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚是以氮化硅為結(jié)合劑，由細(xì)粉裝Si和SiC混合成型的坯體，在氮化窯爐中于1300~1450℃的氮?dú)鈿夥障录訜岫频玫�。具有�?yōu)良的抗冰晶石、氟化鋁、氟化鈉和氟化鈣等熔化侵蝕性和抗氧化性，是一種由發(fā)展前途的結(jié)合碳化硅材料。
冰晶石在電解還原鋁中起著重要的作用，但其對(duì)一般耐火材料具有較強(qiáng)的侵蝕性。而將氮化硅結(jié)合碳化硅埋入冰晶石介質(zhì)中，在1050℃恒溫20h后，試樣體積膨脹率非常低，一直持續(xù)保溫到100h，試樣體積基本趨于穩(wěn)定，不再變化。這是由于氮化硅結(jié)合碳化硅與冰晶石反應(yīng)生成粘度較高的NaALSiO4。而制品中Si3N4相對(duì)含量增加，會(huì)進(jìn)一步提高耐火材料的抗冰晶石溶體侵蝕性能。氮化硅結(jié)合碳化硅磚以其優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和熱學(xué)性能，已被廣泛用作鋁電解槽側(cè)墻材料。
鋁電解用側(cè)部炭塊和石墨化炭磚與氮化硅結(jié)合碳化硅比較其性能見(jiàn)下表
由表可以看出Si3N4結(jié)合SiC磚與傳統(tǒng)炭塊相比，其優(yōu)點(diǎn)是；①提高使用壽命，因其抗冰晶石等侵蝕能力較強(qiáng)，抗氧化性能也較好，②機(jī)械強(qiáng)度較好，可減小襯里厚度，使槽內(nèi)工作容積增大，電極能量相應(yīng)增大；③降低單位電耗，因?yàn)殡妼?dǎo)率較高，容易形成爐幫，減小水平電流，使電損失相應(yīng)減小�？傊褂肧i3N4結(jié)合SiC磚比使用傳統(tǒng)材料（炭塊）能大幅度提高鋁電解槽襯里的壽命，節(jié)約能源，材料等。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚不受鋁液腐蝕的特性及其優(yōu)異的熱性能使其在制鋁行業(yè)中廣泛應(yīng)用。采用優(yōu)質(zhì)氮化硅結(jié)合碳化硅材料取代傳統(tǒng)的碳素材料在電解槽側(cè)墻上使用，已取得顯著的效益。氮化硅結(jié)合碳化硅磚已在多家公司多臺(tái)240KA、320KA型的鋁電解槽側(cè)墻上已使用5年，爐壁外部溫度仍未升高，這表明其爐壁襯里材料還未被損壞。傳統(tǒng)的電解槽側(cè)墻材料主要為預(yù)培炭磚和石墨化炭磚。雖然炭素材料在非氧化氣氛下有強(qiáng)的抗堿侵蝕能力，但是它極易被氧化，強(qiáng)度低和抗剝落能力差，因而在電解槽中使用易于損毀。主要原因：①鈉的引入引起膨脹、疏松、分層；②在鋁液中溶解形成AL4C3導(dǎo)致加大熔渣對(duì)炭表面的潤(rùn)濕性，進(jìn)一步促進(jìn)電解質(zhì)的滲透；③抗氧化性很差，氧化以后破壞了設(shè)計(jì)的傳熱結(jié)構(gòu)，爐幫熔化，固液直接接觸，侵蝕速度加快；④電阻小，造成水平電流，降低了電流效率。