黄军同，张梦，李喜宝，胡智辉，冯志军，刘明强，罗军明

(南昌航空大学 材料科学与工程学院，江西 南昌 300063)

0 引 言

Si3N4结合SiC复相耐高温(火)材料具有耐高温、抗冲击、良好的抗渣/碱侵蚀以及抗氧化等性能，作为大、中型炼铁高炉的内衬材料为延长高炉的寿命做出了重要贡献[1-3]。传统的工艺技术都是采用SiC颗粒和细粉加Si细粉等原料制备的坯体通过在窑炉中高温反应氮化烧成制备Si3N4结合SiC产品，经常出现由于氮化不完全而产生“黑心”和“夹心”的质量问题，导致质量不稳定从而影响复相耐火材料的使用效果。另外，原位氮化反应形成的Si3N4结合SiC复相耐火材料是通过气相反应，存在制品气孔率高、基质和骨料之间的结合需要进一步强化、材料的强度和抗热震性能需要进一步提高等技术难题。

实际上，在Si3N4结合SiC复相材料的显微结构中，SiC颗粒被Si3N4基质包裹，烧结后的氮化物通常会产生一些纤维状、针状晶须并形成网状编织结构，穿插于SiC颗粒之间，这样的结构使材料的力学性能得到一定的提高，但是这种纤维和晶须结构在材料或者制品中通常出现在气孔中并且含量较少导致这种提高作用是有限的。如何通过结构的设计增加材料中纳米纤维的含量，是提高Si3N4结合SiC复相材料致密度、强化基质和骨料、提高材料强度和抗热震性的关键。

基于此，本文首先探讨了Fe、Co、Ni等催化剂对Si粉氮化过程中物相、结构的变化，进而研究了催化剂对原位催化Si粉氮化反应Si3N4结合SiC复相耐高温材料的制备技术、物理性能、显微结构特征的影响，旨在为解决长期以来Si3N4结合SiC复相材料存在的“黑心”、“夹心”问题和强度待提高的问题提供科学依据。……