Σταθερότητα νιτριδίου σιδηροπυριτίου

Το νιτρίδιο του σιδηροπυριτίου είναι ένα μείγμα με κύριο συστατικό το Si3N4, που συνήθως συνοδεύεται από ελεύθερο σίδηρο, νιτρίδιο μη σιδηροπυρίτου και μικρή ποσότητα άλλων συστατικών. Χρησιμοποιείται ευρέως στη χαλυβουργία και την παραγωγή πυρίμαχων υλικών, ειδικά στην ιλύ υψικαμίνου. Μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις ιδιότητες απόφραξης της λάσπης γεώτρησης και να καλύψει τις ανάγκες της υψικαμίνου. Η σταθερότητα του νιτριδίου του σιδηροπυριτίου είναι καλή σε υψηλές θερμοκρασίες, ειδικά σε ατμόσφαιρα αζώτου, όπου μπορεί να διατηρήσει υψηλή σταθερότητα.



Μια μελέτη της σταθερότητας του νιτριδίου του σιδηροπυριτίου σε υψηλή θερμοκρασία σε ατμόσφαιρα αζώτου έδειξε ότι η σύσταση της φάσης αλλάζει με την αύξηση της θερμοκρασίας πύρωσης. Για παράδειγμα, σε θερμοκρασία 1500 βαθμών, το δείγμα περιέχει φάσεις όπως -Si3N4, -Si3N4, Si2N2O, SiC και Fe3Si. σε θερμοκρασία 1600 μοιρών, η περιεκτικότητα σε -Si3N4 αυξάνεται και συνυπάρχουν τρία κράματα σιδηροπυριτίου - Fe3Si, Fe5Si3 και FeSi -. Σε αυτήν την περίπτωση, τα -Si3N4 και Si2N2O εξαφανίζονται. Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται στους 1700 βαθμούς, η περιεκτικότητα σε -Si3N4 μειώνεται σημαντικά, οι φάσεις -Si3N4, Fe5Si3 και FeSi συνυπάρχουν και η φάση Fe3Si εξαφανίζεται.



Η σταθερότητα του νιτριδίου του σιδηροπυριτίου σχετίζεται επίσης με το μέγεθος των σωματιδίων του. Το μεγαλύτερο μέγεθος σωματιδίων της σκόνης σιδηροπυριτίου ευνοεί την αντίδραση νιτρίδωσης επειδή η μεγαλύτερη σκόνη σιδηροπυριτίου δεν θα προκαλέσει την αντίδραση νιτρίδωσης πολύ γρήγορα στο αρχικό στάδιο της αντίδρασης, αποφεύγοντας έτσι το υπερβολικό ψήσιμο. Επιπλέον, το νιτρίδιο του σιδηροπυριτίου έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως υψηλή αντοχή στη φωτιά, καλή αντίσταση στη διάβρωση, υψηλή μηχανική αντοχή, καλή αντοχή σε θερμικό σοκ, χαμηλό ρυθμό θερμικής διαστολής και υψηλή αντοχή στην οξείδωση.