碳化硅砖 (silicon carbide brick)

用碳化硅为主要原料烧成的耐火制品。其主要特征是SiC为共价结合，不存在通常的烧结性，依靠化学反应生成新相达到烧结，即反应烧结；SiC具有热导率高、高温强度大、耐磨性优、耐热震、耐侵蚀等特点，为钢铁、有色金属冶金工业使用的重要优质耐火材料。

碳化硅砖按结合方式不同可分为粘土结合碳化硅砖、β-碳化硅结合碳化硅砖、氧氮化硅结合碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖和赛隆(Sialon)结合碳化硅砖。

碳化硅砖的起源可追溯到1903年法国和比利时用碳化硅制成锌蒸馏炉的蒸馏罐。

碳化硅砖由于结合方式不同，其性能差别较大，各种结合系统的碳化硅砖的理化性能见表。

制造工艺    粗 、中、细SiC的配方应为5：1：4。制造SiC砖原料一般选用黑色SiC，其化学成分如下：SiC 98．0％，游离C O．5％，Fe 0．2％，游离SiO₂ 0．6％。由于结合方式不同，工艺过程有差异。不同结合方式的简要工艺是(1)氮化硅结合碳化硅砖：用粗、中、细碳化硅颗粒和细硅粉成型的坯体，在纯N₂气中，在1370℃产生一种以α-SiC为骨架和以α和β-Si₃N₄。为基质的氮化硅结合碳化硅砖。在基质中尚有少量残留硅和SiO₂N₂在制品中，这些组分的相对含量随制造工厂不同而异。(2)β-SiC结合碳化硅砖：将SiC、硅粉、炭粉按一定配比，混合、成型，在1400℃还原气氛中烧成。在大多数情况下采用埋炭烧成。在烧成过程中，产生一种以α-SiC为骨架，以细晶粒β-SiC为基质的β-Si₃N₄结合SiC砖。β-SiC是在烧成过程中，细硅粉与细碳粉反应生成的，这种产品也含有少量残留硅和碳。(3)氧氮化硅结合碳化硅砖：这种砖配料时，细硅粉配比要少于si。N。结合碳化硅砖的配比。经成型后，在富N₂气氛下(要求有一定的O₂分压)烧成，烧成温度为1350～1400℃。成品是一种以α-SiC为骨架，以为基质的Si₂ON₂结合SiC砖，在基质中存在少量的Si和Si₃N₄。(4)赛隆结合碳化硅砖：按一定粒度配比的SiC中配入Si₃N₄和Al₂O₃细粉。经混合、加入结合剂，混练、成型后，在还原气氛下烧成。制得的赛隆结合SiC砖是一种以α-SiC为骨架，以赛隆为基质的耐火制品。这种砖由于赛隆基质的存在，粒子间强度提高，耐热震性增强。其制造工艺流程见图。些碳化硅砖制造工艺流程图用途氮化硅结合碳化硅砖用于高炉下部炉身，代替粘土砖、高铝砖或刚玉砖作内衬，可将炉衬寿命由4～6a提高到10a以上。用作铝电解槽内衬，比用碳块364内衬节能、耐用、不污染环境。此外，还用于熔融铝导管等。

粘土结合碳化硅砖，用作窑具，如棚板、支架、匣钵等，比用粘土质窑具节能，并可提高生产效率。此外，还用作马弗罩、水泥回转窑烧块冷却器、换热器换热管、铝精炼炉炉衬、锌蒸馏炉蒸馏罐等。

β-SiC结合碳化硅砖用作高炉下部炉身内衬和焚烧炉内衬。