不同的結(jié)合相將碳化硅結(jié)合在一起即制成不同種類(lèi)的碳化硅耐火材料。常見(jiàn)的結(jié)合形式有:粘土結(jié)合、氧化物結(jié)合、莫來(lái)石結(jié)合、氮化硅(Si3N4)結(jié)合、重結(jié)晶(R-SiC)和反應(yīng)燒結(jié)滲硅等。碳化硅質(zhì)耐火材料的性質(zhì)取決于結(jié)合相。
①粘土結(jié)合碳化硅制品(Clay-SiC)
是最普通的碳化硅質(zhì)耐火材料。它是將10%~40%結(jié)合粘土與碳化硅顆粒一起配料，壓制或搗打成型后在一般窯爐中燒成即可。鋅冶煉爐、陶瓷窯爐的馬弗板等使用Clay-SiC。
②氧化物結(jié)合碳化硅制品(SiO2-SiC)
實(shí)際上多是以SiO2為結(jié)合相。它是將5%~10%的SiO2微粉或石英細(xì)粉與SiC顆粒共同配料，有時(shí)需加助熔劑，壓制成型后在一般窯爐中燒成。其特點(diǎn)是在燒成與使用過(guò)程中SiO2膜包裹在SiC顆粒上，抗氧化性大大優(yōu)于Clay-SiC,高溫強(qiáng)度也很高。此種產(chǎn)品廣泛用做燒制瓷器(>1300℃)的窯爐棚板，壽命比Clay-SiC提高一倍以上。
③莫來(lái)石結(jié)合碳化硅制品(Mullite-SiC)
將α-Al2O3微粉和SiO2微粉加入到SiC的配料中，壓制成型，在燒結(jié)過(guò)程中Al2O3與SiO2結(jié)合成莫來(lái)石;使用過(guò)程中，SiC氧化而成的SiO2也部分與Al2O3形成莫來(lái)石。此種材料熱震穩(wěn)定性好，廣泛用于制造瓷器用匣缽、棚板。
④氮化硅結(jié)合碳化硅制品(Si3N4-SiC)
將金屬硅粉與SiC砂一起配料，成型后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下燒成，Si與N2反應(yīng)形成Si3N4從而將SiC結(jié)合起來(lái)。此種材料廣泛用于制造高爐用碳化硅磚、耐火窯具等。
⑤重結(jié)晶碳化硅制品(R-SiC)
以α-SiC為原料，通過(guò)適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配并加入有效的表面活性劑制成α-SiC料漿，澆注成型后(也有壓制成型)在Ar氣氛或真空燒結(jié)爐中于2000℃以上的高溫下燒結(jié)，SiC蒸發(fā)并在SiC顆粒接合部凝聚再結(jié)晶從而將SiC顆粒結(jié)合起來(lái)。其高溫強(qiáng)度高，抗氧化能力強(qiáng)，熱震穩(wěn)定性好，是優(yōu)良的高溫工程材料。陶瓷、砂輪行業(yè)的窯爐使用R-SiC橫梁來(lái)搭建窯車(chē)，可使用至1600℃。
⑥反應(yīng)燒結(jié)滲硅碳化硅制品(SiSiC)
用α-SiC和石墨粉按比例混合后壓制或真空擠出成型，加熱到1650℃左右，通過(guò)液相或氣相將Si滲入坯體，使之與石墨起反應(yīng)生成β-SiC，把α-SiC顆粒結(jié)合起來(lái)，達(dá)到致密化。該材料的特點(diǎn)：a.沒(méi)有開(kāi)口氣孔，使用時(shí)O2無(wú)法滲入到材料內(nèi)部，因而具有極強(qiáng)的抗氧化和抗腐蝕能力;b.高溫下的抗折強(qiáng)度是R-SiC的兩倍，承載能力大幅度提高：c.非常良好的導(dǎo)熱能力和耐磨性能：d.直至使用溫度極限(1350℃),其體積穩(wěn)定性都很好;e.由于滲入10%~20%的Si,其最高工作溫度不超過(guò)1350%~1380℃,比R-SiC低;f.使用壽命是Si-SiC的2~3倍。這種材料的使用溫度能滿足大多數(shù)陶瓷和砂輪燒成的需求，己成為新一代的窯具材料，大有取代Si3N4-SiC和R-SiC窯具的趨勢(shì)。
碳化硅制品定義各種各樣，它是用碳化硅材料，根據(jù)各種工藝，制作而成。碳化硅制品可以分為很多類(lèi)。
1、Si3N4-SiC磚
Si3N4-SiC磚是用SiC和Si粉為原料，經(jīng)氮化后燒成的耐火制品。SiC、Si3N4都是共價(jià)鍵化合物，燒結(jié)非常困難。在多級(jí)配的SiC顆粒和細(xì)粉中，加入磨細(xì)的工業(yè)硅粉，Si與N2在高溫下進(jìn)行2N2+3Si→Si3N4反應(yīng)燒結(jié)。反應(yīng)時(shí)生成的Si3N4與SiC顆粒緊密結(jié)合而形成以Si3N4為結(jié)合相的碳化硅磚。研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)Si3N+結(jié)合相為針狀或纖維狀結(jié)構(gòu)，存在于SiC顆粒周?chē)騍iC顆粒的孔隙處，Si3N4呈縱橫交錯(cuò)的結(jié)構(gòu)與SiC顆粒緊密結(jié)合，使之具有很高的常溫和高溫強(qiáng)度。
2、Sialon-SiC磚
在1700℃時(shí)，在Si3N4-Al4N4-Al4O6-Si3O6所構(gòu)成的正方形相圖中，有以Si3N4為起點(diǎn)向4/3(Al2O3,A1N)延伸，組成在相當(dāng)大范圍內(nèi)變化的β-Sialon相，有以Si2N2為起點(diǎn)大體向X相方向延伸，組成在較小范圍內(nèi)變化的O-Sialon相。在Si3N4-SiC制品的生產(chǎn)過(guò)程中，加入適量加入物，使氧進(jìn)入Si3N4晶格，生成一定數(shù)量的β-Sialon固熔體相，從而可以制造出Sialon-SiC磚
3、自結(jié)合SiC磚
在工業(yè)α-SiC原料中加入工業(yè)硅和碳，在高溫還原氣氛下發(fā)生Si(s)+C→SiC(s)的反應(yīng)，生成β-SiC，與原生高溫型α-SiC顆粒結(jié)合，制出自結(jié)合SiC材料，使制品具有良好的性能。表3為我國(guó)生產(chǎn)的SiC質(zhì)耐火制品與國(guó)外的SiC質(zhì)耐火制品的理化指標(biāo)，與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，我國(guó)生產(chǎn)的SiC質(zhì)耐火制品各方面指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。
碳化硅制品的種類(lèi)和用途：
1.有色金屬冶煉工業(yè)應(yīng)用
利用碳化硅具有耐高溫，強(qiáng)度大，導(dǎo)熱性能良好，抗沖擊，作高溫間接加熱材料，如堅(jiān)灌蒸餾爐。精餾爐塔盤(pán)，鋁電解槽，銅熔化爐內(nèi)襯，鋅粉爐用弧型板，熱電偶保護(hù)管等等。
2.鋼鐵行業(yè)方面應(yīng)用
利用碳化硅的耐腐蝕，抗熱沖擊耐磨損。導(dǎo)熱好的特點(diǎn)，用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。利用其導(dǎo)熱系數(shù)，熱輻射，高熱強(qiáng)度大的特性，制造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，是陶瓷釉面烘燒燒結(jié)理想的間接材料。
3.冶金選礦行業(yè)的應(yīng)用
碳化硅硬度僅次于金剛石，具有較強(qiáng)的耐磨性能，是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器、礦斗內(nèi)襯的理想材料，具耐磨性能是鑄鐵，橡膠使用壽命的5-20倍，也是航空飛行跑道的理想材料之一。
建筑陶瓷，砂輪工業(yè)方面的應(yīng)用利用其導(dǎo)熱系數(shù)。熱輻射，高熱強(qiáng)度大的特性，制造薄板窯具，不僅能減少窯具容量，還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，是陶瓷釉面烘燒燒結(jié)理想的間接材料。
理化指標(biāo):
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項(xiàng)目
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氧化物結(jié)合碳化硅轉(zhuǎn)
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剛玉碳化硅磚
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莫來(lái)石碳化硅磚
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硅莫磚
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SiC%
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≥90
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≥70
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≥65
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≥20
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Al2O3%
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－
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－
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≥20
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≥65
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體積密度g/cm3
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≥2.6
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≥2.7
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≥2.3
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≥2.55
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顯氣孔率%
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≤17
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≤22
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≤20
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≤19
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常溫耐壓強(qiáng)度mpa
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≥100
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≥100
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≥80
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≥80
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荷重軟化開(kāi)始溫度℃（0.2mpa ，0.6%）
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≥1650
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≥1700
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≥1600
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≥1600
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導(dǎo)熱系數(shù)（1000℃），w/(m·k)
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10-15
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6
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－
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－
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