窒化ケイ素結合炭化ケイ素レンガ炭化ケイ素砂を主原料とし、窒化ケイ素を結合相とする高級耐火材料の一種である。SiCとSi3N4は共有結合化合物であるため、焼結が難しく、工業生産では通常、反応焼結が用いられる。SiCを骨材として、金属シリコン粉末を加え、適切な粒子グレーディング、混合システム、成形プロセスを選択する。乾燥したグリーンボディを専用の焼成装置で窒素雰囲気中で焼成する。焼成過程で、生成されたSi3N4（マトリックス結合相）は灰白色の結晶であり、SiC粒子（骨材）を効果的に結合して空間ネットワーク構造を形成できるため、レンガは他の耐火材料とは比較にならない特性を持つ。
窒化ケイ素結合炭化ケイ素レンガの特性
1) 窒化ケイ素結合SiCレンガは、モース硬度が約9と硬質な材質です。非金属材料の中では高硬度材料であり、その硬度はダイヤモンドに次ぐものです。
2) シリコン窒化物とシリコンカーバイド煉瓦を組み合わせたものは、常温強度が高く、1200-1400度の高温でも常温とほぼ同じ強度と硬度を維持します。使用雰囲気によっては、最大安全使用温度は1650-1750度に達することもあります。
3）シリコンカーバイドレンガに比べて熱膨張係数が小さく、熱伝導率が高いため、熱応力が生じにくく、熱衝撃安定性に優れ、耐用年数が長い。高温クリープ耐性、耐腐食性、極寒・耐熱性、耐酸化性が強く、要求を満たす寸法精度の高いレンガを作りやすい。
窒化ケイ素結合炭化ケイ素煉瓦の適用範囲
1: セラミック産業
1.1. 衛生陶器産業の構築
現在、陶磁器製品の焼成では、ローラー窯は主に衛生陶器や壁・床タイルの焼成に使用されており、ローラー窯のローラーは基本的にシリコン窒化物とシリコンカーバイドの組み合わせで作られています。シリコン窒化物とシリコンカーバイドローラーの組み合わせの適用により、焼成温度が高く、負荷が大きいという問題が解決され、製品のエネルギー消費が効果的に削減され、製品の品質が向上します。
1.2. 日用陶磁器産業
日用陶磁器の焼成には2つの方法があります。1つは、サヤなどの窯を備えたシャトル窯を使用する方法、もう1つは、衛生陶器を造るのと同じようにローラー窯を使用する方法です。シリコン窒化物とシリコンカーバイドを組み合わせた窯道具を使用すると、窯道具とレンガの質量比を大幅に減らし、エネルギーを節約して消費量を減らすことができ、同時に製品の品質と合格率を向上させることができます。ローラー窯を使用して日用陶磁器を焼成し、シリコン窒化物とシリコンカーバイドローラーを組み合わせると、窯の耐用年数が長くなります。
1.3. 電気磁器および電子セラミックス産業
電気磁器および電子セラミックス業界では、高温、高強度、優れた熱安定性、長寿命、手頃な価格の窯材料が求められており、炭化ケイ素と組み合わせた窒化ケイ素で作られた窯ツールの応用市場が広がっています。
2. 冶金産業
2.1. アルミニウム、銅、亜鉛およびその他の産業
高品質のシリコン窒化物とシリコンカーバイド材料を組み合わせて、従来の炭素材料を電解セルの側壁に置き換えます。温度測定用熱電対スリーブ、アルミニウム製錬炉のライニング、アルミニウム液体の「団子」ライニング、るつぼ、アルミニウム液体を輸送するポンプ、パイプ、バルブ、アルミニウム鋳造金型、自動車ホイールを形成するための液体ライザーとしても使用できます。
2.2. 製鉄および圧延産業
製鉄業界における耐火材料としての窒化ケイ素の最も重要な用途は、水平連続鋳造の分離リングです。また、一部のコンポーネントの過熱や損傷を防ぐために、水冷対策を採用している工業炉も多くあります。水冷式パイプスライドレールシステムに最適な材料は、窒化ケイ素と炭化ケイ素レンガを組み合わせたものです。
2.3. 環境保護産業
脱硫・脱硝プロジェクトで使用されるノズルのほとんどは、シリコン窒化物とシリコンカーバイド材料を組み合わせて作られています。この材料を使用して形成・製造されたノズルは、正確なサイズ、優れた耐腐食性、優れた耐浸食性、優れた噴霧性能、長寿命などの優れた特性を備えています。
