作者：姚路炎,韩兵强,张锦化,柯昌明

作者单位：武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

刊名：耐火材料

ISSN：1001-1935

出版年：2024-08-15

卷：58

期：4

起页：277-283

止页：

分类号：TQ175.1

语种：中文

关键词：Ti-Si-Fe合金;反应烧结;Si3N4结合SiC耐火材料;致密化;溶解-沉淀;

内容简介

为促进Si3N4结合SiC耐火材料的致密化，降低Si粉氮化温度，以SiC颗粒和细粉、Si粉为主要原料，利用从高钛型高炉渣提取的Ti-Si-Fe合金部分取代Si粉，在埋碳气氛下于1 350℃反应烧结5 h,制备了Si3N4结合SiC耐火材料。研究了Ti-Si-Fe合金添加量（加入质量分数分别为0、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%）对Si粉的氮化行为、材料力学性能和显微结构的影响，并探讨了氮化反应烧结机制。结果表明：1)随着Ti-Si-Fe合金添加量的增加，材料的常温力学性能和高温抗折强度明显改善，荷重软化温度均超过1 700℃,Ti-Si-Fe合金添加量超过3.6%（w）后材料性能的增幅变缓；2)Ti-Si-Fe合金促进了Si粉在较低温度下的完全氮化和材料的反应烧结，Ti-Si-Fe合金中各物相及Si粉氮化反应的体积增加能够充填气孔，氮化产物改善骨料与基质、基质内部的结合状态，从而提高材料的致密化程度，改善力学性能；3)引入Ti-Si-Fe合金后，反应体系中形成了富含Ti、Si、N、Fe成分的液相，氮化物的形成除传统的VS、VLS机制外，溶解-沉淀机制在短柱状β-Si3N4、粒状TiN的形成中起到主导作用，交错连结的α-Si3N4晶须、短柱状β-Si3N4、粒状TiN对材料的力学性能起到增强作用。