Piinitridi{0}}sidottujen piikarbiditiilien korroosionkestävyysperiaate: miksi ne kestävät niin kauan?

Jul 30, 2026 Jätä viesti

Piinitridi{0}}sidotut piikarbiditiilet käyttävät piikarbidia (SiC suurempi tai yhtä suuri kuin 70 %) aggregaattina ja muodostavat Si3N4-sidosfaasin nitridointireaktion kautta. Niiden ydinkorroosionkestävyyden-edut kattavat kolme suurta kipukohtaa huippuluokan sovelluksissa:

 

Vahva korkean lämpötilan hapettumisenkestävyys: Tavalliset piikarbiditiilet hapettavat helposti yli 1 200 asteen lämpötilassa muodostaen SiO₂:ta, jolloin tiilirakenne muuttuu huokoiseksi ja löysäksi;

 

Sitä vastoin Si3N4 hapettuu korkeissa lämpötiloissa muodostaen tiheän SiO2-Al2O3-suojakerroksen, joka estää hapen tunkeutumisen; 1400 asteessa hapetusnopeus on vain yksi -kymmenesosa tavallisten piikarbiditiilien hapetusasteesta;

 

Ylivoimainen kulutuskestävyys: Si₃N4:n kovuus (Mohsin kovuus 9,5) lähestyy timantin kovuutta.

Toimiessaan synergistisesti piikarbidin kanssa, materiaalin huoneenlämpötilan{0}}kulumiskestävyys on kaksinkertainen tavallisiin piikarbiditiileihin verrattuna, joten se sopii ympäristöihin, joissa materiaalieroosio on korkea.

 

Erinomainen lämpöiskun kestävyys: lämpölaajenemiskerroin on vain 4 × 10⁻⁶/aste (1000 asteessa) -70 % tavallisista piikarbiditiilistä.

Silicon Nitride-Bonded Silicon Carbide Bricks

Vesisammutustesteissä -1100 astetta ne kestävät yli 40 sykliä halkeilematta, joten ne ovat ihanteellisia korkealaatuisille-laitteille, joihin kohdistuu usein käynnistys-pysäytystoimintoja.

 

Piinitridi{0}}sidostettujen piikarbiditiilien "luokkaluokitus": Si₃N₄-sisältö määrittää käyttöiän

 

Si₃N4-pitoisuus on avaintekijä tiilen suorituskyvyssä. Teollisuus luokittelee nämä tiilet kolmeen luokkaan Si₃N₄-pitoisuuden perusteella, jotta ne sopivat erilaisiin huippuluokan sovelluksiin:

 

Korkea{0}}typpipitoisuuspiinitridi{0}}piikarbiditiiletominaisuus Si₃N₄-pitoisuus suurempi tai yhtä suuri kuin 20 %, SiC-pitoisuus suurempi tai yhtä suuri kuin 70 % ja huoneenlämpötilan -puristuslujuus suurempi tai yhtä suuri kuin 300 MPa.

 

Niiden maksimikäyttölämpötila on 1500 astetta, joten ne soveltuvat ensisijaisesti "intensiiviseen hapettumiseen + korkeaan lämpötilaan" ympäristöihin, kuten hiilen kemiallisiin kaasuttimiin ja jätteenpolttolaitoksen polttokammioihin.

 

Keski-typpitiilien Si₃N₄-pitoisuus on 12–20 %, SiC-pitoisuus suurempi tai yhtä suuri kuin 75 %, huoneenlämpöinen-puristuslujuus suurempi tai yhtä suuri kuin 250 MPa ja suurin käyttölämpötila 1450 astetta.

 

Soveltuu sovelluksiin, joihin liittyy "korkeaa kulumista ja kohtalaista hapettumista", kuten metallurgisten kuonan{0}}huuhtelukanavien ja kauhan tyhjennystulppien ympärillä oleviin alueisiin. alhainen-typpipitoisuus sisältää 6–12 % Si₃N4 ja enemmän tai yhtä suuri kuin 80 % piikarbidia, ja kylmämurskauslujuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 200 MPa.

 

Sen maksimikäyttölämpötila on 1 400 astetta, ja sitä käytetään ensisijaisesti korkealuokkaisissa-sovelluksissa, joille on ominaista "matala hapettumisaste ja vähäinen kuluminen", kuten hukkalämpökattiloiden lämmönvaihdinputket ja kemiallisten reaktioastioiden vuoraukset.