氮化硅在工業(yè)上怎么應(yīng)用？

      氮化硅陶瓷熱電偶套管用于鋁液測(cè)溫已開(kāi)始在我國(guó)普及，這種套管的使用性能比常用的不銹鋼、剛玉陶瓷套管都好。不銹鋼容易受鋁液腐蝕，連續(xù)使用20小時(shí)后即損壞。剛玉經(jīng)不起熱沖擊，而氮化硅陶瓷在鋁液中可長(zhǎng)期穩(wěn)定，間歇測(cè)溫1200次以上也不開(kāi)裂。氮化硅陶瓷熱電偶套管也能用于鋅液測(cè)溫，使用效果也很好。
      一、煉鋁、銅、鋅等行業(yè)中的應(yīng)用
      氮化硅陶瓷不受鋁液腐蝕的特性及其優(yōu)異的熱性能使其在制鋁行業(yè)中大有作為[6]，在鑄鋁連軋生產(chǎn)線和煉鋁、熔鋁作業(yè)中，氮化硅陶瓷可作測(cè)溫?zé)犭娕继坠�，還可作煉鋁溶煉爐　襯、盛鋁液的“包子”內(nèi)襯、坩鋁的模具，全都可用氮化硅做成。良好碳化硅結(jié)合氮化硅及賽隆磚在鋁電解槽上使用，取代傳統(tǒng)的碳素材料，已取得顯著的效益，歐美、日本，已在逐步推廣。例如在110kVA的鋁電解槽上已使用三年，情況仍良好。它的優(yōu)點(diǎn)是：①提高使用壽命，因其抗冰晶石等的侵蝕能力較強(qiáng)，抗氧化性能也較好；②增加產(chǎn)量，因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度較高，可減小襯里厚度，使槽內(nèi)工作容積增大，電極能量相應(yīng)增大；③降低單位電耗，因?yàn)殡妼?dǎo)率較高，相應(yīng)電損失較小[6]。這種制品在煉鋼行業(yè)也已被采用，如鼓風(fēng)爐的內(nèi)襯、燒咀、溜槽和渣銅分離器，及作為連續(xù)鑄銅的耐火部件。
      二、在煉鋼及軋鋼行業(yè)中的應(yīng)用 
      煉鋼新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，對(duì)鋼包用耐火材料提出了更高的要求，鋼包內(nèi)襯從原來(lái)占主導(dǎo)地位的高鋁磚等，轉(zhuǎn)向耐蝕性更好的材料[9~10]。近 10年來(lái)，氮化硅結(jié)合碳化硅在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家里先后應(yīng)用于鋼包中，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)內(nèi)則于近兩年開(kāi)始使用。上海某鋼廠通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，氮化硅結(jié)合碳化硅磚在鋼包上使用能取得如下效果[S]；①提高鋼包的使用壽命。原鋼包壁用高鋁磚砌筑，在鋼水反復(fù)沖刷下，包壁侵蝕嚴(yán)重，使用效果不理想，平均使用壽命低。采用氮化硅結(jié)合碳化硅磚后，鋼包使用次數(shù)達(dá)到156爐，是原來(lái)鋼包壽命的4倍；②降低了耐火材料消耗和砌筑成本。原鋼包砌筑需耐火材料 608kg，砌筑成本498.8元，共煉鋼81.4噸，噸鋼耐火材料消耗7.47kg，噸鋼砌筑成本6.13元。采用氮化硅結(jié)合碳化硅磚后，需耐火材料 830kg，砌筑成本為1696.6元，共煉鋼342.2噸，噸鋼耐火材料消耗2.41kg，噸鋼砌筑成本4.98元。與原鋼包相比，噸鋼耐火材料消耗降低5.06kg，噸鋼砌筑成本降低1.19元；③有利于提高鋼的質(zhì)量。由于試驗(yàn)鋼包采用氮化硅結(jié)合碳化硅磚后，耐火材料的侵蝕甚微，鋼中夾雜物減少。
      三、在金屬熱處理行業(yè)中的應(yīng)用
      金屬熱處理的工作條件有各種各樣，氮化硅陶瓷不一定適用于每種場(chǎng)合。如：鹽溶槽內(nèi)不宜使用，熔融鹽類往往會(huì)把氮化硅陶瓷制品迅速腐蝕掉。而在某些場(chǎng)合，氮化硅陶瓷卻有很好的使用效果。例如：齒輪淬為設(shè)備上的心軸，必然要受到強(qiáng)烈的熱沖擊。用氮化硅陶瓷做成心軸套住要處理的齒輪，在感應(yīng)爐內(nèi)于 45秒從室溫加熱至900℃，然后帶齒輪浸油粹火，周而復(fù)始，每周操作5000次，連續(xù)使用一年多，氮化硅陶瓷心軸有輕微的磨損。氮化硅陶瓷在真空熱處理中作為工件的夾具和發(fā)熱體的鉤等都是很合適的，因?yàn)樗�具有耐高溫和高溫下尺寸的穩(wěn)定性。