Ti-Si-Fe合金添加量对Si3N4结合SiC材料结构与性能的影响

摘要：

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.

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

所属期刊栏目：58

分类号：TQ175

资助基金：科技部十二五支撑计划资助项目;国家重点实验室基金

在线出版日期：2024-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：277-283