Načelo otpornosti na koroziju opeka od silicij-nitrida-povezanih od silicij-karbida: zašto traju tako dugo?

Jul 30, 2026 Ostavite poruku

Opeke od silicij-nitrida-vezane od silicij-karbida koriste silicij-karbid (SiC veći ili jednak 70%) kao agregat i tvore veznu fazu Si₃N₄ kroz reakciju nitriranja. Njihove osnovne prednosti otpornosti-na koroziju rješavaju tri glavne bolne točke u vrhunskim-primjenama:

 

Snažna otpornost na oksidaciju pri visokim-temperaturama: obične cigle od silicij-karbida lako oksidiraju iznad 1200 stupnjeva i formiraju SiO₂, uzrokujući da struktura cigle postane porozna i labava;

 

Nasuprot tome, Si₃N4 oksidira na visokim temperaturama i formira gusti SiO₂-Al₂O₃ zaštitni sloj koji blokira prodor kisika; na 1400 stupnjeva, stopa oksidacije je samo jedna-desetina običnih silicij karbidnih opeka;

 

Vrhunska otpornost na habanje: Tvrdoća Si₃N₄ (Mohsova tvrdoća 9,5) približava se tvrdoći dijamanta.

Radeći u sinergiji sa SiC, otpornost materijala na sobnu-temperaturu dvostruko je veća od obične opeke od silicij karbida, što ga čini prikladnim za okruženja s visokom erozijom materijala;

 

Izvrsna otpornost na toplinski udar: Koeficijent toplinskog širenja je samo 4×10⁻⁶/ stupanj (na 1000 stupnjeva) - 70% od običnih silicij karbidnih opeka.

Silicon Nitride-Bonded Silicon Carbide Bricks

U-testovima gašenja u vodi od 1100 stupnjeva, mogu izdržati više od 40 ciklusa bez pucanja, što ih čini idealnim za-opremu visoke klase koja je podvrgnuta čestim operacijama pokretanja-zaustavljanja.

 

"Klasifikacija kategorija" opeka od silicij-nitrida-povezanih od silicij-karbida: sadržaj Si₃N₄ određuje vijek trajanja

 

Sadržaj Si₃N₄ ključni je faktor koji upravlja učinkom opeke. Industrija klasificira ove opeke u tri kategorije na temelju sadržaja Si₃N₄ kako bi odgovarale različitim-različitim vrhunskim aplikacijama:

 

Visok-dušikopeke od silicij-karbida povezane-silicijevim nitridomznačajka Sadržaj Si₃N₄ veći ili jednak 20%, sadržaj SiC veći ili jednak 70%, i tlačna čvrstoća na sobnoj-temperaturi veća ili jednaka 300 MPa.

 

S maksimalnom radnom temperaturom od 1500 stupnjeva, prvenstveno su prikladni za okruženja "intenzivne oksidacije + visoke temperature", kao što su kemijski rasplinjači ugljena i komore za izgaranje spalionice otpada.

 

Srednje{0}}dušične opeke imaju sadržaj Si₃N₄ između 12% i 20%, sadržaj SiC veći ili jednak 75%, tlačnu čvrstoću na sobnoj-temperaturi veću ili jednaku 250 MPa i maksimalnu radnu temperaturu od 1450 stupnjeva.

 

Prikladno za primjene koje uključuju "veliko trošenje i umjerenu oksidaciju," kao što su kanali za-ispiranje metalurške troske i područja oko čepova za pročišćavanje lonca; varijanta s niskim -dušikom sadrži 6%–12% Si₃N₄ i više od ili jednako 80% SiC, sa čvrstoćom hladnog drobljenja većom ili jednakom 200 MPa.

 

Uz maksimalnu radnu temperaturu od 1400 stupnjeva, primarno se koristi u vrhunskim- aplikacijama koje karakterizira "niska oksidacija i malo trošenje", kao što su cijevi izmjenjivača topline za kotlove za otpadnu toplinu i obloge za posude za kemijske reakcije.