氮化硅結(jié)合碳化硅材料是各種粒度的碳化硅砂配入一定比例的金屬硅粉,加入結(jié)合劑,在高溫下充入高純氮?dú),反?yīng)生成的氮化硅把碳化硅顆粒牢固地結(jié)合在一起,因此,以氮化硅結(jié)合碳化硅材料做窯具具有良好的熱力學(xué)性能;高溫強(qiáng)度高,導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,耐酸堿腐蝕,抗氧化性好。氮化硅結(jié)合碳化硅窯具的抗折強(qiáng)度隨溫度升高而升高,到1400℃時強(qiáng)度開始下降,但到1500℃時仍保持常溫抗折強(qiáng)度指標(biāo)。氮化硅結(jié)合碳化硅材料的高溫抗折強(qiáng)度是普通耐火材料的4~8倍,熱膨脹系數(shù)是高鋁耐火材料的一半,導(dǎo)熱系數(shù)是一般耐火材料的7~8倍,目前已經(jīng)在衛(wèi)生陶瓷、高氧化鋁制品、電瓷、電子陶瓷及砂輪行業(yè)等得到廣泛的應(yīng)用。
1 氮化硅結(jié)合碳化硅窯具的應(yīng)用范圍及應(yīng)用特點(diǎn)
氮化硅結(jié)合碳化硅窯具因其耐高溫、導(dǎo)熱快、蓄熱小、高溫強(qiáng)度高、使用壽命長等特性,廣泛使用于電瓷、高鋁及中鋁球、砂輪、衛(wèi)生潔具、及其他特種陶瓷行業(yè)、氧化物棚板支架等。
1.1 電瓷行業(yè)
電瓷行業(yè)采用氮化硅結(jié)合碳化硅窯具來燒成絕緣子,套管等。電瓷的燒成溫度一般不高,在 1250~1320℃之間,產(chǎn)品燒成時間比較長,急冷急熱條件不苛刻,對熱震性要求不高,但其承重比較大,特別是吊燒用的卡板,承重在200~300kg 以上,此類窯具產(chǎn)品主要是要求密度及抗折強(qiáng)度大。
1.2 高鋁及中鋁球行業(yè)
氧化鋁球是陶瓷釉料和高級陶瓷坯料生產(chǎn)中重要研磨介質(zhì),廣泛應(yīng)用于日用瓷、衛(wèi)生瓷、電瓷等各類陶瓷生產(chǎn)中,氧化鋁球燒成溫度高,一般在1450~1550℃之間,單塊棚板承重較大,在30kg左右,一般采用隧道窯燒成,有一定的急冷急熱環(huán)境,因此需要氮化硅結(jié)合碳化硅窯具具有密度較高、抗折強(qiáng)度好,同時具有良好的抗熱震性能。
1.3 砂輪行業(yè)
砂輪行業(yè)窯具的使用溫度在1300~1350℃,單塊棚板上的承重很大,能達(dá)到100kg 以上,燒成周期長,因此使用氮化硅結(jié)合碳化硅材料窯具相對于早期使用的粘土磚或粘土結(jié)合碳化硅板窯具更薄,高溫強(qiáng)度更高,使用壽命更長。既節(jié)約了裝爐空間,提高了產(chǎn)能,還節(jié)約了成本。
1.4 建筑衛(wèi)生陶瓷
建筑衛(wèi)生陶瓷絕大多數(shù)采用隧道窯燒成,燒成溫度1250℃左右,燒成周期較短,進(jìn)出窯爐周期不足24小時,燒成過程中有急冷急熱。因此對于氮化硅結(jié)合碳化硅窯具來說要求抗熱震性能好,高溫強(qiáng)度高,抗氧化性好。
綜上所述,氮化硅結(jié)合碳化硅窯具的性能需要具有高密度、抗氧化性、及抗熱震性能等三個方面。氮化硅結(jié)合碳化硅窯具的抗熱震性能被破壞、不合理的支撐方式、承重變形因素等是導(dǎo)致使用性能降低的重要原因。