其實(shí),氮化硅鐵就是利用氮化技術(shù)在高溫下合成的一種新型氮化物系原料,是把硅鐵合金粉在氮?dú)庵屑訜岬?200-1400攝氏度進(jìn)行氮化后的產(chǎn)物,主要成分為75%-80%的氮化硅,還含有游離鐵和未氮化的硅鐵。由于氮化硅鐵具有良好的高溫性能,抗侵蝕,耐磨性和燒結(jié)性,較高的熱導(dǎo)率,較小的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn),除了在高爐炮泥中廣泛應(yīng)用外,還在含碳耐火材料,高溫結(jié)構(gòu)材料,鎂質(zhì)澆注料等耐火材料中有廣闊的應(yīng)用前景。
耐火材料用氮化硅鐵是一種灰白色的粉末,煉鋼用氮化硅鐵是灰白色粒狀物。氮化硅鐵是氮化硅和鐵的混合物,一般含有75%-80%的氮化硅,12%-17%的鐵,游離的硅不大于1%。氮化硅鐵中的氮化硅有兩種晶型,均為六方晶體。采用的合成方法不同,制備的氮化硅鐵物相組成,結(jié)構(gòu)和性能有所不同。采用閃速燃燒工藝合成的氮化硅鐵相組成為β-Si3N4,α-Si3N4,F(xiàn)e3Si和少量二氧化硅,結(jié)構(gòu)中存在大量長徑比較高的柱狀氮化硅晶體,F(xiàn)e3Si位于柱狀結(jié)晶所包裹材料的內(nèi)部,形成包裹體結(jié)構(gòu),且結(jié)構(gòu)疏松,活性較強(qiáng);而采用自蔓延高溫合成的氮化硅鐵由β-Si3N4,α-Si3N4,F(xiàn)e3Si和Si2N2O組成,顯微結(jié)構(gòu)為致密的氮化硅塊體,在塊體表面覆蓋有氧氮化硅膜,塊體的間隙存在晶形細(xì)小的氮化硅晶體,含鐵組分鑲嵌在致密的塊體中,且結(jié)構(gòu)致密,性質(zhì)穩(wěn)定。
Fe-Si3N4含有高溫氮化硅相而具有優(yōu)異的高溫性能,還含有塑性Fe相,可促進(jìn)燒結(jié),提高Si3N4抗氧化性。Fe-Si3N4粉體在耐火材料中的應(yīng)用大多是作為添加劑,一般使用的氮化硅鐵粉的粒度為小于0.074mm,少數(shù)要求氮化硅鐵粉的粒度為小于0.045mm。