氮化硅鐵(Fe-Si3N4)是一種新型氮化物系原料,主要由75%80%的氮化硅(Si3N4)和12%17%的鐵組成,同時含有少量的游離硅和其他雜質。它是灰白色(或茶褐色)的粉末或粒狀物,具有良好的高溫性能、抗侵蝕性、耐磨性、燒結性,以及較高的熱導率和較小的熱膨脹系數。氮化硅鐵在高溫環境下的性能表現相當出色。下面氮化硅鐵廠家分析其在高溫環境下的性能表現。
一、高溫穩定性
氮化硅鐵在高溫下,尤其是在氮氣氣氛中,能夠保持較高的穩定性。研究表明,在1500℃時,氮化硅鐵試樣中存在的物相有β-Si3N4、α-Si3N4、Si2N2O、SiC以及Fe3Si。隨著溫度的升高,物相組成會發生變化,但氮化硅鐵整體仍能保持較好的穩定性。例如,在1600℃時,β-Si3N4含量增加,Fe3Si、Fe5Si3、FeSi這3種硅鐵合金共存,而α-Si3N4、Si2N2O消失;當溫度上升到1700℃時,β-Si3N4含量顯著下降并重新出現α-Si3N4,Fe5Si3和FeSi相共存,Fe3Si相消失。
二、抗氧化性
氮化硅鐵具有較高的抗氧化性。在高溫下,氮化硅鐵中的Si3N4會氧化生成SiO2保護膜,阻礙材料的進一步氧化。同時,金屬塑性相Fe的存在也有助于提高材料的抗氧化性能。然而,需要注意的是,在高溫下長時間暴露或氧氣濃度較高時,氮化硅鐵的抗氧化性能可能會受到影響。
三、抗侵蝕性
氮化硅鐵具有良好的抗侵蝕性。由于Si3N4具有不與渣和鐵完全潤濕的優點,因此氮化硅鐵可以改善耐火材料的抗侵蝕性。同時,Si3N4的氧化產物SiO2也能在一定程度上提高材料的抗侵蝕性能。
四、力學強度
氮化硅鐵在高溫下仍能保持較高的力學強度。這得益于其含有的Si3N4相和Fe塑性相。Si3N4本身具有高的力學強度,而Fe塑性相則有助于提高材料的燒結性能和整體強度。因此,氮化硅鐵在高溫下仍能保持良好的力學性能和穩定性。
五、熱膨脹率
氮化硅鐵具有較低的熱膨脹率。這一特性使得它在高溫下不易因熱膨脹而產生裂紋或變形。因此,氮化硅鐵在高溫環境下的應用更加廣泛和可靠。
綜上所述,氮化硅鐵在高溫環境下的性能表現優異,具有高溫穩定性、抗氧化性、抗侵蝕性、高力學強度和低熱膨脹率等特點。這些特性使得氮化硅鐵在耐火材料、煉鋼等領域具有廣泛的應用前景。