ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีอุณหภูมิสูง เช่น การถลุงเหล็กและเหล็กกล้า การพัฒนาและการวิจัยวัสดุทนไฟและวัตถุดิบที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพจึงใกล้จะเกิดขึ้น และวัตถุดิบสังเคราะห์ถูกนำไปใช้เป็นวัสดุทนไฟที่มีอนาคตมากขึ้นเรื่อยๆ เฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์ (Fe-Si3N4) เป็นวัสดุสังเคราะห์ชนิดใหม่ที่ปรากฏขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเตรียมจากเฟอร์โรอัลลอยด์ FeSi75 โดยใช้เทคโนโลยีไนไตรด์และกระบวนการสังเคราะห์ที่อุณหภูมิสูง
2. กระบวนการทดสอบ
เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์ประกอบด้วยเฟส Si3N4 และมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของ Si3N4 หลายประการ เช่น ทนไฟได้ดี ทนต่อการสึกกร่อนได้ดี มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนได้ดี อัตราการขยายตัวจากความร้อนต่ำ ทนต่อการเกิดออกซิเดชันสูง และข้อดีหลายประการ นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติการเผาผนึกที่ดีเนื่องจากมีเฟสพลาสติกของเหล็ก ในขณะเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกอนไนไตรด์ ราคาของเฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์จะต่ำกว่า และยังง่ายต่อการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมและการผลิต จึงถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับวัสดุทนไฟ เฟสยึดเกาะอุณหภูมิสูง และวัสดุโครงสร้างอุณหภูมิสูง และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเตาหลอมเหล็กแบบมีร่องและโคลน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการวิจัยเกี่ยวกับเฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์และการประยุกต์ใช้ในวัสดุทนไฟมากขึ้นเรื่อยๆ และประสบความสำเร็จบางประการ ในบทความนี้ จะแนะนำการสังเคราะห์และคุณสมบัติของเฟอร์ริกซิลิคอนไนไตรด์และการประยุกต์ใช้ในวัสดุทนไฟแบบหล่อ ดินเหนียว และคอมโพสิต และยังได้มีการหารือถึงแนวโน้มของมันอีกด้วย
ปัจจุบัน เฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์ใช้เป็นหลักในวัสดุทนไฟแบบหล่อ ดินเหนียว และวัสดุคอมโพสิต
1. แคสต์ได้
การประยุกต์ใช้เฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์ในวัสดุหล่อมุ่งเน้นไปที่วัสดุหล่อที่มีร่องเป็น Al2O3-SiC-C วัสดุหล่อที่มีแมกนีเซียม และวัสดุหล่อที่มีอะลูมิเนียมสูง
1.1 Al2O3-SiC-C เหล็กที่สามารถหล่อเป็นร่องได้
เหล็กหล่อ Al2O3-SiC-C มีความต้านทานการกัดกร่อนของตะกรันและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในคูน้ำหลัก คูน้ำแยก และคูน้ำสาขาของเตาเผาเหล็ก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีการถลุง การปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของค่าสัมประสิทธิ์การใช้เตาเผาเหล็กและข้อกำหนดของอายุการใช้งานของเตาเผาเหล็ก การปรับปรุงเพิ่มเติมของอายุการใช้งานของเหล็กหล่อร่อง Al2O3-SiC-C ก็เป็นเรื่องเร่งด่วนเช่นกัน เหล็กหล่อ Al2O3-SiC-C ในระยะปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะหลุดออกภายใต้การกระทำของตะกรันเป็นระยะ การโจมตีทางเคมีของเหล็กหลอม ช็อกจากความร้อน และการกัดเซาะของตะกรันและเหล็ก ในเวลาเดียวกัน การเกิดออกซิเดชันของซิลิกอนคาร์ไบด์และวัสดุคาร์บอนในเหล็กหล่อที่อุณหภูมิสูงยังทำให้โครงสร้างของวัสดุเสียหาย ซึ่งจะนำไปสู่ความเสียหายของเหล็กหล่อ