Silicon Nitride Bonded Silicon Carbide Bricks YB/T 4035-2007

1 Scope This standard specifies the definition, classifica- tion, technical requirements, test methods, quality appraisal procedures, packing, marking, transportation, storage, and quality certificate of silicon nitride bonded silicon carbide bricks.

氮化硅-氧氮化硅复合粉对Al2O3-SiC-C铁沟料性能的影响

为了进一步提高Al 2O3-SiC-C出铁沟浇注料的性能并降低其生产成本,在其中加入质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%的氮化硅-氧氮化硅复合粉等量替代其中的碳化硅粉,加水搅拌均匀后,检测料浆的流动性,再经浇注成型、养护、烘干、不同温度(800、1100和1450℃)热处理等程序制成浇注料试样,然后检测浇注料试样的线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度、热态抗折强度和抗渣性,并采用XRD分析浇注料试样的物相组成。结果表明:1、加入氮化硅-氧氮化硅复合粉后,Al 2O3-SiC-C出铁沟浇注料的初始流动值减小,烧后线变化率、显气孔率、体积密度、常温抗折强度和热态抗折强度变化不大,抗高炉渣侵蚀性提高。2、综合考虑,氮化硅-氧氮化硅复合粉的最佳加入量为4%(w)。

硅灰-氮化硅体系材料高温反应的研究

将硅灰(w(SiO2)=94.5%,平均粒度0.08μm)和氮化硅(粒度≤0.074mm)按1:1质量比混合后成型,在空气中埋炭条件下分别经1300℃、1450℃、1500℃、1550℃、1600℃处理3h后水冷,对其显微结构及物相进行了分析。结果表明:在1550℃以上,以硅灰和氮化硅为原料反应生成Si2N2O比较明显,氮化硅颗粒的边角变得圆滑,而且分布在含Si2N2O的连续胶结相中,形成胶结相包裹Si3N4的致密结构;1500℃以下,氮化硅仍然棱角分明,基本上未形成Si2N2O,只是硅灰中的SiO2析晶,析晶比较显著的温度为1300℃。

不同种类氮化硅粉在Al2O3-SiC-C铁沟料中的作用比较

为进一步提高出铁沟的高温使用性能,以棕刚玉颗粒、板状烧结刚玉细颗粒、白刚玉粉、碳化硅颗粒和细粉、活性氧化铝粉、硅微粉、铝酸钙水泥、抗氧化剂、单质硅粉、球沥青、氮化硅粉制备了Al2O3-SiC-C浇注料。比较了三种不同种类的氮化硅粉(氮化硅-氧氮化硅复合粉、氮化硅铁粉、高纯氮化硅粉)在铁沟料中的作用,结果发现:1.三种氮化硅粉的引入,降低了浇注料的流动值,对线变化率影响不大,但增强了致密度,改善了抗氧化性,提高了高温抗折强度。2.氮化硅-氧氮化硅复合粉对铁沟料高温抗折强度和抗渣性均有显著提高,且与高纯氮化硅粉综合作用相当;氮化硅铁粉的引入提高了铁沟料的致密度,并改善其在1100、1450℃时的抗氧化性,但也降低了材料的强度及抗渣性能。3)将氮化硅-氧氮化硅复合粉与氮化硅铁粉共同加入铁沟料中时,相对于仅加氮化硅-氧氮化硅复合粉有更好的流动性,又抑制了氮化硅铁粉对强度和抗渣性能的劣化,具有良好的综合性能,可望在铁沟料中得以应用与发展。

High-temperature Reaction of Silica Fume-Si_3N_4 System

The specimens were prepared by molding the mixture of silica fume （ w（ SiO2 ） =94. 5% ; average particle size ： 0. 08 μm ） and silicon nitride （ ≤ 0. 074 mm ） with a mass ratio of 1 ： 1, carbon embedded firing at 1 300 ℃, 1 450℃, 1 500℃, 1 550 ℃ and 1 600 ℃ for 3 h in air, and then water-cooling, respectively. The microstructure and phase composition of the specimens were analyzed. The results show that： （1） silica fume reacts obviously with Si3N4 forming Si2N2O above 1 550 ℃. The edges and corners of Si3N4 grains become smooth and the Si3 N4 grains distribute in the continuous cementation phase of Si2N2O forming the dense structure of Si2N2o packed Si3N4 ; （2） below 1 500 ℃ , the edges and corners of Si3N4 grains are clear, Si2N2O doesn＇t form, and only SiO2 crystallizes from silica fume which happens obviously at 1 300 ℃.

氮化物结合碳化硅耐火材料的研究现状

分别概述了以氮化硅、赛隆和氧氮化硅作为结合相 的SiC材料的结构特点、理化性能、生产工艺和应用情况,详细 介绍了国内这3种材料的研究现状,并对今后氮化物结合SiC 材料的研究内容提出了自己的观点。

氧含量对硅氧氮纤维结构的影响

令不同氧含量的聚碳硅烷氧化交联丝在高纯氨气中氮化热解、脱碳氨化,继而在高纯氮气下高温热引发缩合/转氨基反应,生成硅氧氮烷并最终形成氧含量不同的硅氧氮(Si—O—N)陶瓷纤维。XRD、EPMA和TEM研究结果显示,所有元素在硅氮氧纤维中均匀分布,随着交联丝O含量增加,Si—O—N陶瓷纤维的O含量随之增加,力学性能下降,而陶瓷产率则先升后降。高氧时纤维陶瓷产率下降是因为在高温热解时发生了相分解。XRD和TEM结果表明,氧含量不同的陶瓷纤维经1 500℃高温处理后,均仍为无定型。氧可能对氮化硅的结晶有抑制作用。

晶体硅微粉气相氮化及氮氧化条件

氮化硅及氮氧化硅粉体在多晶硅光伏产业中有重要应用。本文研究其气相反应形成条件。研究结果显示,晶体硅微粉的气相氮化及氮氧化特性与体材大不相同,它使得硅的氮化和氮氧化得以在体系中氧分压远高于热力学临界平衡氧分压、处于氧化硅稳定区的条件下实现。其原因在于反应过程中粉体表层氧化反应后耗氧,使粉体内部实际氧分压大幅度降低。实验结果表明,晶体硅微粉的气相氮化约需1400℃方能有效进行,在气相反应条件下,α-Si3N4与β-Si3N4均能形成,随保温时间延长,α-Si3N4相对量提高;晶体硅微粉在氮-氧混合气体中的氮氧化行为对气氛的氧分压十分敏感,氧分压较高时形成SiO2并阻止反应进一步进行,较低时形成Si3N4,氧分压为0.1atm时较适合Si2N2O形成。

氧氮玻璃连接氮化硅陶瓷的研究进展

陶瓷连接技术是结构陶瓷实用化必须解决的难题之一．氧氮玻璃与氯化硅陶瓷间良好的化学相容性，保证了连接的有效性和可靠性．本文对氧氮玻璃的性能、连接机理以及结合强度的影响因素作了简要的综述．

氮氧化硅薄膜制备方法的研究

氮氧化硅薄膜综合了ＳｉＯ２膜和Ｓｉ３Ｎ４膜的优点，具有优秀的光电性能，力学性能和稳定性能，已经在光电领域获得了广泛地应用，此外在材料改性方面也有广阔的应用前景。本文综合评述了几种氮氧化硅薄膜的制备方法，比较了各自的优缺点，并指出了今后制备方法的发展趋势。

二氧化硅源对氮化反应合成氧氮化硅的影响

以单质Si和不同的二氧化硅(Si O_2含量分别为99.999%的高纯石英玻璃、99.70%的分析纯二氧化硅、99.14%的工业石英、97.67%的微硅粉)为原料,于1460℃下高纯氮气中反应合成Si_2N_2O,用XRD、SEM和TEM等方法研究了合成产物的相组成和形貌特征。结果表明:不同的二氧化硅源高温氮化合成的试样中Si_2N_2O的含量均达到91%以上;合成的试样中Si_2N_2O的形貌均为柱状或片层状,合成试样中Si_2N_2O的各元素的原子比也接近Si_2N_2O的理论原子比。

氮化物结合碳化硅耐火材料的研制及其现状

概述了以氮化硅、赛隆和氧氮化硅作为结合相的SiC材料的结构特点、理化性能、生产工艺和应用情况,介绍了国内外这三种材料的研究现状,并对今后氮化物结合SiC材料的研究内容提出了自己的观点。

氮化硅和氮氧化硅在俄歇电子谱分析中的电子束和离子束辐照效应

本文观察和测量了Si_3N_4和SiO_xN_y薄膜在俄歇电子谱(AES)分析中的电子束和离子束效应。结果表明在高束流密度电子束辐照下没有观察到任何损伤特征峰。延长辐照时间仅导致氧的解吸和Si、N讯号增加,最后达到一个稳定态。Si_3N_4和SiO_xN_y对离子辐照很容易造成损伤。但在高束流密度的电子束辐照下离子损伤的表面可以恢复。恢复程度与电子束流密度、束能、辐照时间和样品制备工艺有关。最后,本文对离子辐照损伤和恢复的机理进行了讨论。

表面氧含量对高纯硅粉高温氮化行为的影响

研究了表面氧含量对高纯硅原料在氮氢气氛下直接氮化行为的影响,并合成高α相氮化硅。研究结果表明,硅粉在氮氢气氛下1 350℃保温3h,氮化产物中α-Si_3N_4含量随原料氧含量的增加呈先增加后减少的趋势,当硅原料表面氧含量为3.91%时,氮化产物中α-Si_3N_4含量可达97%以上,残留硅含量低于1%,产物中部氧含量为1.71%,在此环境下硅粉氮化主要以化学气相沉积的方式进行,产物形貌以杆状α-Si_3N_4晶须为主。硅原料表面氧含量低于4.38%时,氮化产物α-Si_3N_4含量均在95%以上,另有少量的β-Si_3N_4和残留硅,XRD测试精度范围内无氮氧化硅相存在。当硅原料氧含量高于5.61%时,产物中则出现氮氧化硅,随着原料氧含量增加,氮氧化硅含量明显上升。当硅原料氧含量低于5.61%时,残留硅含量随氧含量增加明显减少,说明原料中氧的增加可以显著加快氮化速率,降低氮化产物中残留硅的含量。

氮化制度和添加物对Si_2ON_2结合SiC窑具材料性能的影响

研究了氮化制度和添加物对Ｓｉ２ＯＮ２结合ＳｉＣ窑具材料性能的影响，并分析了不同氮化制度下材料的显微结构。结果表明，氮化制度的优化和引入适量的添加物可提高该材料的常温和热态力学性能，有利于板桥状Ｓｉ２ＯＮ２晶粒的形成和长大，使结构更为致密、均匀。

半导体照明中光色转换用发光材料的研究进展

鉴于半导体照明市场的目前状况以及无机发光材料的研究动态与发展趋势,结合大连路明发光科技股份有限公司、日亚化学公司等国内外一些重要单位的研发工作,侧重对几类可与蓝光芯片或近紫外芯片匹配的典型荧光材料体系的研究进展作了评述,并对国外硅基含氮荧光材料的研究进展作了介绍。

RE-Si-Al-O-N(RE=Y或Lu)连接Si_3N_4陶瓷接头的微观组织与性能

通过添加稀土Y或Lu,设计Si3N4–Al2O3–RE2O3–Si O2(RE-Si-Al-O-N,RE=Y或Lu)混合粉末焊料,原位形成以RE-Si-Al氧氮玻璃为中间层的氮化硅陶瓷接头。研究了连接过程中陶瓷接头微观组织与性能随连接温度、保温时间、稀土类型的变化,并分析了接头高温氧化行为。结果表明,采用Y-Si-Al-O-N焊料时,保温时间延长有利于接头内组织均匀化、焊缝致密化及焊料与母材间的相互扩散,形成良好连接。接头强度随保温时间延长先升高后降低,保温30 min时,接头强度出现峰值(218 MPa)。接头经1 200℃氧化20 h后仍保持原始强度的82%。采用Lu-Si-Al-O-N玻璃连接氮化硅,随连接温度升高,焊缝致密化程度提高,?-sialon相增加,连接强度呈现升高趋势。

温度对原位反应制备的Si-B-O-N陶瓷微观结构及力学性能的影响

为满足新型透波陶瓷工程应用需要,利用硼酸脱水得到的氧化硼与氮化硅在1400～1800℃原位反应制备Si-B-O-N陶瓷。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、Fourier变换红外光谱分析仪和扫描电子显微镜研究了热处理温度对Si-B-O-N陶瓷物相组成、结构及力学性能的影响。结果表明:氧化硼和氮化硅的原位反应在1600℃以上完成,所得产物为氮化硼和掺杂硼、氮元素的石英玻璃,其体积分数分别为30%和70%;原位反应结束后,随温度提高,氮化硼生长速率逐渐加快,晶粒尺寸由纳米级逐渐长大为亚微米级,非晶相中硼、氮元素含量逐渐降低;受氮化硼纳米晶强化作用以及非晶相结构影响,在1700℃获得的Si-B-O-N陶瓷力学性能较好。

白光LED用硅基氮(氧)化物荧光粉的研究进展

硅基氮(氧)化物荧光粉因其具有结构特性多样化、发光效率高、热稳定性和化学稳定性好等优点,在白光LED领域有着广阔的应用前景。自20世纪末以来,多种基质结构的硅基氮(氧)化物荧光粉陆续被发现和报道。本文综述了近年来硅基氮(氧)化物荧光粉的基质体系和发光性能,分析总结了硅基氮(氧)化物荧光粉的制备方法及发光性能改进的研究新进展。最后,展望了硅基氮(氧)化物荧光粉的研究发展方向,指出(Ca,Sr)AlSiN_3:Eu^(2+)红色荧光粉需进一步提高发光效率,La_3Si_6N_(11):Ce^(3+)黄色荧光粉需进一步完善发光性能与制备工艺、晶体结构间的相互影响规律,而β-Sialon:Eu^(2+)绿色荧光粉需深入研究激活剂Eu^(2+)的有效溶入机制,提高其发光性能和发光效率。此外,开发更多具有更优异性能的新型硅基氮(氧)化物荧光粉,探索工艺条件和缓、成本低廉、适于工业化量产的简易的制备技术、装备和路线,也是氮(氧)化物荧光粉研制需继续努力的方向。

原位形成氧氮玻璃中间层连接Si_3N_4陶瓷

用Si3N4–Al2O3–Y2O3–SiO2混合粉制备用于连接氮化硅陶瓷的焊料,原位形成以氧氮玻璃为中间层的氮化硅陶瓷接头。研究了连接过程中温度、压力及气氛对陶瓷接头微观组织及性能的影响。结果表明:在0.1MPa氩气条件下,接头内含有一定量气孔,氮化硅母材有少量分解;氮气气氛、0.1 MPa条件下可保证陶瓷母材稳定、接头致密,在氧氮玻璃中间层均匀分布有β-SiAlON陶瓷相;当氮气气压增大到0.5 MPa时,陶瓷接头无法实现有效连接。在较低温度下,当连接压力由0.6 MPa增大到1.5 MPa时,接头弯曲强度提高;升高温度,接头强度出现峰值,在1 550℃时达到最高,连接压力对接头的影响减小;继续增大压力将使液相焊料流出,甚至母材自身发生变形。