氮化硅铁

氮化硅铁的合成方法主要有两种，一种新的氮化硅铁合成方法，即闪速燃烧合成法。氮化硅和氮化硅铁虽然是市场上应有较广泛的一种高温材料，但是氮化硅铁制备方法，大多都采用直接氮化法，碳热学原氮化法，气相沉积法，热分解法等。而下面将要讲解的闪速燃烧合成氮化硅铁的新工艺，能够在常压下连续，大规模和低成本地燃烧合成氮化硅与氮化硅铁。生产时将硅铁细粉和氮化硅铁混合，并连续计量送入预热达1200摄氏度的连续反应器内，同时通入氮气。氮化硅铁粉及氮化硅铁均匀分散开，并受重力和氮气阻力的作用，在热氮气中漂浮，下落，与热氮气充分接触换热，并被急速加热，在燃烧反应区与氮气迅速发生燃烧合成反应。反应自身产生大量的热量，可自维持闪速燃烧合成的连续进行。氮化硅铁作为一种新型的合成原料，相对于氮化硅而言价格更低廉，将其加入到耐火材料中也解决了氮化硅难以烧结的问题，在铁沟料、炮泥和复合材料中应用越来越多。用硅铁直接合成氮化硅铁结合SiC复合材料，为氮化硅铁的应用又提供了另一种思路。然而，目前用于生产氮化硅铁的硅源FeSi75合金，虽然已取代了更为昂贵的金属硅，但相对市场价格仍然较高;采用碳热还原氮化法制取氮化硅铁虽然成本相对降低，但仍需要进行抽真空等措施，以使氮化炉等氮化设备内形成高纯氮化环境;而大部分氮化过程也都仍然需要在较高的氮气压力下，这使得高压容器很难实现大型化，不利于大批量生产氮化硅铁。这些都导致了合成氮化硅铁粉体和其结合的复合材料的价格较昂贵，不利于成本控制，限制了其在冶金行业的大规模应用推广。因此，耐火材料研究者和开发者的下一步工作是如何用其他更廉价的原料来代替硅铁合金，采用何种更加节能、更加安全、更加能够被大部分企业接受的设备或工艺来合成氮化硅铁或其结合的耐火材料，如何实现氮化硅铁制备的更大规模化和连续化生产，如何在耐火材料的其他领域来推广和应用氮化硅铁材料，这些都是亟待解决的问题。

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