其實,氮化硅鐵就是利用氮化技術在高溫下合成的一種新型氮化物系原料,是把硅鐵合金粉在氮氣中加熱到1200-1400攝氏度進行氮化后的產物,主要成分為75%-80%的氮化硅,還含有游離鐵和未氮化的硅鐵。由于氮化硅鐵具有良好的高溫性能,抗侵蝕,耐磨性和燒結性,較高的熱導率,較小的熱膨脹系數等優點,除了在高爐炮泥中廣泛應用外,還在含碳耐火材料,高溫結構材料,鎂質澆注料等耐火材料中有廣闊的應用前景。
耐火材料用氮化硅鐵是一種灰白色的粉末,煉鋼用氮化硅鐵是灰白色粒狀物。氮化硅鐵是氮化硅和鐵的混合物,一般含有75%-80%的氮化硅,12%-17%的鐵,游離的硅不大于1%。氮化硅鐵中的氮化硅有兩種晶型,均為六方晶體。采用的合成方法不同,制備的氮化硅鐵物相組成,結構和性能有所不同。采用閃速燃燒工藝合成的氮化硅鐵相組成為β-Si3N4,α-Si3N4,Fe3Si和少量二氧化硅,結構中存在大量長徑比較高的柱狀氮化硅晶體,Fe3Si位于柱狀結晶所包裹材料的內部,形成包裹體結構,且結構疏松,活性較強;而采用自蔓延高溫合成的氮化硅鐵由β-Si3N4,α-Si3N4,Fe3Si和Si2N2O組成,顯微結構為致密的氮化硅塊體,在塊體表面覆蓋有氧氮化硅膜,塊體的間隙存在晶形細小的氮化硅晶體,含鐵組分鑲嵌在致密的塊體中,且結構致密,性質穩定。
Fe-Si3N4含有高溫氮化硅相而具有優異的高溫性能,還含有塑性Fe相,可促進燒結,提高Si3N4抗氧化性。Fe-Si3N4粉體在耐火材料中的應用大多是作為添加劑,一般使用的氮化硅鐵粉的粒度為小于0.074mm,少數要求氮化硅鐵粉的粒度為小于0.045mm。