氮化硅結(jié)合碳化硅磚涉及到的主要生產(chǎn)原料有：碳化硅、硅粉、氮?dú)獾忍砑觿�。不同于普通的氮化硅材料制品，氮化硅結(jié)合碳化硅磚所需要的原料必須具有更高的純度。碳化硅的純度應(yīng)達(dá)到98.5%以上，硅粉的純度應(yīng)達(dá)到99%以上，氮?dú)獾募兌葢?yīng)達(dá)到99.9%以上。除了原料的純度需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制以外，生產(chǎn)加工過(guò)程中還需要對(duì)原料的粒度和顆粒級(jí)配進(jìn)行嚴(yán)格的控制。原料的粒度過(guò)高將會(huì)直接影響胚體成型的體積密度，造成胚體的致密性降低，影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。在原料顆粒級(jí)配方面，要注意硅粉的粒度，硅粉的粒度控制可以確保硅粉與氮?dú)獾姆磻?yīng)效率，但是一味降低硅粉的粒度也會(huì)存在一定的負(fù)面影響，即硅粉于氮?dú)夥磻?yīng)速率過(guò)快，劇烈的反應(yīng)造成反應(yīng)裝置中熱量集聚上升，一旦溫度超過(guò)1400℃時(shí)，會(huì)誘發(fā)碳化硅表面出現(xiàn)流硅現(xiàn)象，反而不利于產(chǎn)品的質(zhì)量控制。另外，在氮化硅結(jié)合碳化硅磚的原料中加入ZrSio4可以起到改善產(chǎn)品抗氧化性的作用。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚生產(chǎn)工藝中，需要加入臨時(shí)的結(jié)合劑，結(jié)合劑的加入主要有兩大功效，一是可以幫助原料之間融合實(shí)現(xiàn)均質(zhì)體，改善原料顆粒表面的分散性，為胚體成型創(chuàng)建良好的條件；二是氮化硅結(jié)合碳化硅磚在干燥和燒成的工序中要面臨升溫的過(guò)程，而在高溫條件下，氮化硅結(jié)合碳化硅磚的臨時(shí)結(jié)合劑會(huì)分散，氣態(tài)物質(zhì)揮發(fā)過(guò)程中給氮化硅結(jié)合碳化硅磚留下大量的網(wǎng)絡(luò)狀氣孔通道，不僅更有利于氮?dú)獾某淙�，提高了硅粉和氮�(dú)庵g的反應(yīng)效率，而且也能夠更有利于最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性。臨時(shí)結(jié)合劑主要有：有機(jī)糊精、木質(zhì)素磺酸鈣以及德國(guó)司馬化工分散劑等，目前行業(yè)內(nèi)對(duì)臨時(shí)結(jié)合劑的添加量質(zhì)量百分比通常在5%以內(nèi)。
目前氮化硅結(jié)合碳化硅磚的成型工藝主要有半干法成型和注漿成型兩大類(lèi)。其中半干法成型因?yàn)樯a(chǎn)效率較高的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用更加普遍。在干燥工序中溫度和時(shí)間對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有較大影響。溫度過(guò)低或時(shí)間過(guò)短，都會(huì)導(dǎo)致胚體中殘留水分，在后續(xù)的氮化反應(yīng)過(guò)程中誘發(fā)硅粉的氧化反應(yīng)，從而降低氮化反應(yīng)效率，影響產(chǎn)品質(zhì)量。溫度升高的快慢也會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。溫度升高太快不利于對(duì)高溫環(huán)境進(jìn)行控制。過(guò)高的溫度會(huì)造成胚體表面出現(xiàn)裂紋。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚的原料混煉成型后再氮化爐中高溫1400℃左右進(jìn)行燒制，最終產(chǎn)品的質(zhì)量和行難呢過(guò)與氮化反應(yīng)的溫度有著緊密關(guān)系。在硅粉與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)的過(guò)程中，大致經(jīng)歷兩個(gè)溫度段；首先是升溫階段，然后是原料的氮化反應(yīng)階段。其中升溫階段裝置內(nèi)的溫度由初始溫度升高至1100℃左右，而原料氮化硅反應(yīng)階段的溫度在1100~1350℃。