Цеглини з карбіду кремнію, пов’язані -нітридом кремнію, використовують карбід кремнію (SiC більше або дорівнює 70%) як заповнювач і утворюють зв’язувальну фазу Si₃N₄ через реакцію азотування. Їх основні переваги корозійної-стійкості усувають три головні проблеми у високоякісних-додатках:
Висока стійкість до високо{0}}температурного окислення: звичайні цеглини з карбіду кремнію легко окислюються вище 1200 градусів з утворенням SiO₂, через що структура цегли стає пористою та пухкою;
Навпаки, Si₃N₄ окислюється за високих температур, утворюючи щільний захисний шар SiO₂-Al₂O₃, який блокує проникнення кисню; при 1400 градусах швидкість окислення становить лише одну-десяту від звичайної цегли з карбіду кремнію;
Чудова зносостійкість: Твердість Si₃N₄ (твердість за Моосом 9,5) наближається до твердості алмазу.
Завдяки синергії з SiC, стійкість матеріалу до кімнатної-температури вдвічі вища, ніж звичайна цегла з карбіду кремнію, що робить його придатним для середовищ із високою ерозією матеріалу;
Відмінна стійкість до теплового удару: коефіцієнт теплового розширення становить лише 4 × 10⁻⁶/градус (при 1000 градусів) - 70% від звичайної цегли з карбіду кремнію.
Під час випробувань на загартування водою-від 1100 градусів вони можуть витримати понад 40 циклів без розтріскування, що робить їх ідеальними для-обладнання високого класу, яке потребує частих пусків-зупинок.
«Класифікація категорій» цеглин із карбіду кремнію, зв’язаних нітридом кремнію-: вміст Si₃N₄ визначає термін служби
Вміст Si₃N₄ є ключовим фактором, що визначає характеристики цегли. Промисловість класифікує цю цеглу на три категорії на основі вмісту Si₃N₄, щоб відповідати різним-застосуванням високого рівня:
Високий-азотнітрид кремнію-цегла з карбіду кремніюхарактеристика: вміст Si₃N₄ більше або дорівнює 20%, вміст SiC більше або дорівнює 70%, а міцність на стиск при кімнатній-температурі більше або дорівнює 300 МПа.
З максимальною робочою температурою 1500 градусів, вони в першу чергу підходять для середовищ «інтенсивне окислення + висока температура», таких як вугільні хімічні газифікатори та камери згоряння сміттєспалювальних установок.
Середньо{0}}азотні цегли мають вміст Si₃N₄ від 12% до 20%, вміст SiC більше або дорівнює 75%, міцність на стиск при кімнатній-температурі більше або дорівнює 250 МПа, а максимальна робоча температура 1450 градусів.
Підходить для застосувань, пов’язаних із «сильним зносом і помірним окисленням», як-от канали для промивання -металургійного шлаку та зони навколо пробок для продувки ковша; варіант із низьким-азотом містить 6–12% Si₃N₄ і більше або дорівнює 80% SiC, з міцністю на холодне роздавлювання більше або дорівнює 200 МПа.
З максимальною робочою температурою 1400 градусів, він в основному використовується в -додатках високого класу, що характеризуються «низьким рівнем окислення та низьким зносом», наприклад, труби теплообмінника для котлів-утилізаторів і футерівка для ємностей для хімічних реакцій.