碳化硅耐火材料使用性能

循環流化床鍋爐獨特的工況條件，要求爐襯材料具有優異的抗沖刷磨損性和熱震穩定性，對碳化硅質材料來說，還應具有優良的抗氧化性能。

1、抗沖刷磨損性

采用GB/T 18301-2001測定Si3N4和Si2N2O結合SiC制品的耐磨損性。試驗結果列于表2，并與氧化物結合SiC材料作比較。表2數據表明Si3N4和Si2N2O結合SiC制品的磨損量遠低于氧化物結合SiC材料，完全滿足循環流化床鍋爐用Si3N4結合SiC材料要求磨損量<7 cm3的技術條件。

表2　耐磨損性試驗結果

2、抗熱震性

圖5為不同結合相SiC制品的抗熱震性能對比�？梢钥闯鯯i3N4和Si2N2O結合SiC制品5次熱震循環后的殘余強度遠高于粘土結合和氧化物結合，前者抗熱震性優于后者。同時還可看出，Si3N4結合SiC材料的破壞是突然的，5次熱震循環后強度突然下降。而Si2N2O結合SiC在5次熱震循環以后的殘余抗折強度沒有突然下降，有一個平緩下降的趨勢，表現出比Si3N4結合SiC材料更優越的抗熱震性能。

3、抗氧化性

表明氮化物結合碳化硅的抗氧化性好，氧化物結合的次之，粘土結合的差。粘土結合的隨氧化時間的延長，氧化增重呈線性比例增加趨勢。而氮化物結合的與氧化物結合的氧化增重規律相似，在100h以前氧化速度增快，而后氧化增重比較緩慢，但隨著氧化時間的延長，二者的情況就大不相同了。氧化物結合碳化硅氧化形成SiO2時，靠推動SiC顆粒之間分離而使制品產生膨脹、裂紋。而氮化物結合SiC制品體積不會發生變化，因為其結合相氧化形成的SiO2沒有引起材料的膨脹而是填充了氣孔，堵塞了氧化性介質進一步氧化侵蝕的通道。

在顯氣孔率相同的條件下，我們曾在1150℃的流動空氣中對Si3N4和Si2N2O結合SiC制品進行了60h氧化試驗，結果表明Si2N2O結合SiC的氧化增重量僅為0.81%，而Si3N4結合SiC的氧化增重量高達1.3%，說明Si2N2O結合SiC的抗氧化能力更優于Si3N4結合SiC。

4、抗CO性

在實際使用過程中，碳化硅質耐火材料的氧化實際上是受到循環流化床鍋爐內弱氧化性氣體CO/CO2的緩慢氧化侵蝕。我們曾對不同廠家生產的Si3N4結合SiC制品的抗CO能力進行了對比實驗，實驗結果如表3所示。

表3　抗CO試驗結果（500℃×200h，CO流量0.5L/分）

表3數據表明除B廠由于制品開裂線變化較大外，其它廠家線變化均很小。洛耐院Si3N4結合SiC抗CO侵蝕后，重量保持不變，強度略有增加。相比較而言，洛耐院的Si3N4結合SiC制品的抗CO侵蝕能力更強。

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