碳化硅制品是指以工業(yè)SiC為原料經燒制而成的一種以SiC為主要成分的高級耐火材料。它既有常溫和高溫強度,、熱導率大,、熱膨脹系數(shù)小、抗熱震性好,、高溫耐磨性優(yōu)良,、抗化學侵蝕性強等一系列優(yōu)異性能，已廣泛地用于鋼鐵,、有色冶金,、化學、電力,、陶瓷和航空航天等工業(yè)領域,。
碳化硅質制品可按Sic含量、結合劑種類和加入量來分類,，材料的性能很大程度上取決于材料中Sic顆粒間的結合狀況,，故通常按結合相種類對Sic制品進行分類。根據(jù)結合相的不同,，Sic制品可分為以下幾種,。
①氧化物結合Sic。以AL2O3—SiO2系硅酸鹽為結合相,，包括粘土結合,、莫來石結合和SiO2結合Sic
②氮化物結合Sic。結合相為Si3N4,、Si2N2O,、Sialon等共價鍵化合物
③自結合Sic。包括β-Sic結合Sic和重結晶Sic
④滲硅反應燒結Sic,。由Sic和有利Si組成的一種Sic質工程陶瓷材料,。
此外，通常將Sic含量在50%以下的耐火制品稱為半Sic質制品,，半Sic質制品包括熟料SiC制品,、高鋁SiC制品、鋯英石Sic制品,、莫來石Sic制品和剛玉Sic制品等,。各種碳化硅制品分類見下述,。
一：什么是氧化物結合碳化硅制品
氧化物結合碳化硅制品的結合相礦物組成主要為石英，莫來石和硅酸鹽玻璃相,，根據(jù)結合相物相組成上的差異,，相應地將氧化物結合Sic制品分類為SiO2結合，莫來石和粘土結合SiC三種,。
二：什么是氮化物結合碳化硅制品
Si3N4結合SiC制品是Si3N4為結合相的Si3N4/SiC復相耐火材料,，制品的主晶相為SiC,次晶相為a- Si3N4和β-Si3N4，通常含有少量或微量的Si2N2O和游離Si,。不同廠家的產品在物相組成上略有差異,。在大對數(shù)Si3N4結合SiC產品中，其結合相Si3N4通常以a- Si3N4為主,。Si3N4晶體結構屬六方晶系,，一般分為兩種晶相：α相和β相，均由[SiN4]四面構成,。在結構上,，β-Si3N4對稱行較高，摩爾體積較小,，在溫度上是熱力學穩(wěn)定相,。a- Si3N4在動力學上較易生成，高溫（1400~1800℃）時,，α相會發(fā)生重構型相變,，不可逆地轉變?yōu)棣孪唷?/font>a- Si3N4呈白色或灰白色疏松羊毛狀或針狀體，β-Si3N4呈致密的顆粒狀多面體或短柱體,。對于Si3N4結合SiC制品,，物相組成的差異將影響材料顯微結構和性能。國內外多數(shù)Si3N4結合SiC制品中,，基質部分通常由較多量的纖維狀或針狀a- Si3N4,，少量粒狀或柱狀β-Si3N4以及SiC細顆粒組成，Si3N4交織成三維空間網絡,，將SiC顆粒緊密結合。
制品的抗折強度通常隨溫度升高而提高,，至800℃達到峰值并一直維持1400℃,，而后隨溫度升高急劇下降，但1600℃時仍有約30MPa,。目前,，國內外多數(shù)產品的1400℃抗折強度高于其常溫抗折，有研究者認為,，導致這種結果的原因為：①高溫氧化物鈍化了裂紋尖端,，降低了氣孔率：②高溫下應力清除和微裂紋愈合,。
Si3N4結合SiC材料熱傳導率較高，隨著溫度的升高,，熱導率逐漸降低,，高溫時仍有較高的熱導率。Si3N4結合SiC材料的熱膨脹系數(shù)較小,。Si3N4結合SiC制品具有較好的抗氧化性能,。研究表明，Si3N4結合SiC材料在空氣,、水蒸氣及不同CO/CO2比的混合氣相中,，其高溫氧化過程基本上遵循拋物線型氧化規(guī)律，前期為化學反應控訴階段,，后期為擴算控速階段,。材料在高溫氧化性氣氛中使用時，表面將形成致密的SiO2保護層,，有利于防止進一步氧化蝕損,，表現(xiàn)為保護性氧化
三：什么是莫來石結合SiC碳化硅制品
這類制品是在粘土結合SiC基礎上發(fā)展起來的一類高級的SiC制品。結合相原料通常選用純度高的AL2O3和SiO2微粉或細粉,，有是添加少量的硅線石,，紅柱石和藍晶石細粉，結合相組成以莫來石為主,，玻璃相含量低,，莫來石結合SiC中，SiC含量一般75%~90%,，燒成溫度通常為1400~1500℃,。莫來石結合SiC制品使用性能明顯優(yōu)于黏土結合SiC，目前在陶瓷,、有色冶金,、機械等行業(yè)仍在使用。
四：什么是粘土結合SiC制品
這類制品出現(xiàn)于20世紀40~50年代,，SiC質含量一般為50%~95%,。結合相原料以結合黏土為主，通常還加入硅線石,、紅柱石,，藍晶石等礦物細粉原料，燒成溫度為1350~1450℃,，可與黏土質耐火材料一同燒成,。結合相原料種類和含量將影響制品的性能，隨著黏土含量的增加,，材料的抗氧化性提高,，但導熱性,、荷重變形溫度、抗熱震性和高溫強度等下降,。物相分析表明,，粘土結合SiC材料的結合相由使用、莫來石和硅鋁酸鹽玻璃組成,。黏土和硅酸鋁質礦物原料中,，均不同程度地存在這R2O、RO,、Fe2O3等雜質,，它們在高溫燒成過程中將進入玻璃相中，這將嚴重影響材料的高溫性能,。由于玻璃相含量較多,，這類制品高溫性能較差。
粘土結合SiC制品主要用作各種工業(yè)窯爐的隔焰板,、陶瓷窯具（棚板,、立柱、匣缽等）,。在粘土結合SiC窯具材料中,，由于SiC材料所具備的優(yōu)異性能遭到粘土結合相的破壞，材料高溫性能差,，窯具本身厚度和重量偏大,，產品裝填比例低，燒成能耗高,，造成了SiC資源和能源的浪費,，現(xiàn)在已基本不生產和使用這類耐火制品。