氮化物耐火材料 (nitride refractories)

以人工合成氮化物为主要原料，采用粉末冶金工艺或其它特殊工艺方法制成的一种耐火制品。又称非氧化物耐火材料。主要有氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)、氮化钛(TiN)等。

性能氮化物属难熔化合物，多为立方晶系和六方晶系。熔点高，大部分氮化物高温下易升华解离，如氮化硼升华解离温度为3000℃，氮化铝2450℃，氮化硅1900℃。硬度高，莫氏硬度一般均在8以上，如立方氮化硼硬度接近于金刚石，氮化硅莫氏硬度为9，但六方氮化硼除外，莫氏硬度只有2，被称为白色石墨。氮化物在空气中易氧化，抗氧化性最好的是氮化硅，在1200℃的氧化气氛中稳定，其它氮化物在高温氧化气氛中均不稳定，只能在中性或还原气氛中使用。氮化物抗熔融金属侵蚀性强。抗热震性能好，并具有良好的抗化学侵蚀性能及电绝缘性能。

制备工艺制备氮化物的原料需用人工方法合成，合成方法主要有：直接氮化法、还原氮化法、热分解法和气相沉积法等。氮化物制品的制作工艺是将人工合成的氮化物原料经破碎、磨细、配料、成型、干燥、烧结而成。人工合成的原料因合成方法不同，其细度不同，如合成后原料为微米级细粉，则不需再经破碎、细磨工序；如合成后原料为块状物，则需经破碎、细磨至微米级细粉。氮化物不易烧结，在配料中需加入促烧结剂，如烧结Si3N4，可加入MgO、YzO。；烧结BN可加入B2O3；烧结T．N可加入Al2O3等。成型方法可采用机压法或浇注法成型，经干燥后烧结，烧结温度因制品不同而异。这种方法制得的制品，致密度较低。为了获得致密度高的制品，一般多采用热压法或热等静压法制备，热压温度范围1500‘～2200℃，压力范围5～30MPa。特殊氮化物制品，如Si3N4、TiN薄膜或涂层可采用气相沉积法或等离子喷涂法获得。

用途氮化物耐火材料在冶金工业中可用作熔炼或蒸发特殊金属的坩埚、舟皿、输送液态金属的管道、泵衬，测量熔融金属温度的热电偶保护套管、连续铸钢36用分离环，铝电解槽内衬等。氮化硼、氮化铝可作为高温绝缘材料，氮化硅可作为高温结构材料，如金属部件热处理炉的支架，燃气轮机的叶片、轴承及高速切削刀具等。特殊氮化物制品如氮化硅、氮化硼纤维及薄膜可作为过滤、绝缘及隔热材料。