Silisiumnitrid-bundet silisiumkarbidklosser bruker silisiumkarbid (SiC større enn eller lik 70 %) som tilslag og danner en Si₃N4-bindingsfase gjennom en nitrideringsreaksjon. Deres kjernekorrosjons-fordeler adresserer tre store smertepunkter i avanserte-applikasjoner:
Sterk motstand mot høy-temperaturoksidasjon: Vanlige silisiumkarbidklosser oksiderer lett over 1200 grader for å danne SiO₂, noe som gjør at mursteinsstrukturen blir porøs og løs;
Derimot oksiderer Si3N4 ved høye temperaturer for å danne et tett SiO2-Al2O3 beskyttende lag som blokkerer oksygeninntrengning; ved 1400 grader er oksidasjonshastigheten bare en-tidel av vanlige silisiumkarbidklosser;
Overlegen slitestyrke: Hardheten til Si₃N4 (Mohs hardhet på 9,5) nærmer seg den til diamant.
Ved å jobbe synergistisk med SiC, er materialets romtemperatur-slitasjemotstand dobbelt så stor som vanlige silisiumkarbidklosser, noe som gjør det egnet for miljøer med høy materialerosjon;
Utmerket termisk støtmotstand: Den termiske ekspansjonskoeffisienten er bare 4×10⁻⁶/grad (ved 1000 grader) -70 % av vanlige silisiumkarbidklosser.
I vann-slukketester fra 1100 grader tåler de over 40 sykluser uten å sprekke, noe som gjør dem ideelle for avansert utstyr som er utsatt for hyppige start-stoppoperasjoner.
"Kategoriklassifisering" av silisiumnitrid-Bundet silisiumkarbidklosser: Si₃N₄-innhold bestemmer levetid
Si₃N₄-innhold er nøkkelfaktoren som styrer mursteinens ytelse. Bransjen klassifiserer disse klossene i tre kategorier basert på Si₃N₄-innhold for å passe til forskjellige avanserte applikasjoner:
Høyt-nitrogensilisiumnitrid-bundet silisiumkarbidklosserfunksjon Si₃N₄-innhold Større enn eller lik 20 %, SiC-innhold Større enn eller lik 70 %, og rom-trykkstyrke Større enn eller lik 300 MPa.
Med en maksimal driftstemperatur på 1500 grader, er de først og fremst egnet for "intens oksidasjon + høy temperatur" miljøer, som kjemiske gassifiers for kull og forbrenningskamre i avfallsforbrenningsanlegg.
Medium-nitrogenstein har Si₃N₄-innhold mellom 12 % og 20 %, SiC-innhold Større enn eller lik 75 %, rom-trykkstyrke Større enn eller lik 250 MPa og en maksimal brukstemperatur på 1450 grader.
Egnet for bruksområder som involverer "høy slitasje og moderat oksidasjon," som metallurgisk slagg-spylekanaler og områdene rundt øse-renseplugger; varianten med lavt-nitrogen inneholder 6 %–12 % Si₃N₄ og større enn eller lik 80 % SiC, med en kaldknusingsstyrke på større enn eller lik 200 MPa.
Med en maksimal driftstemperatur på 1400 grader brukes den først og fremst i høye-applikasjoner preget av "lav oksidasjon og lav slitasje", for eksempel varmevekslerrør for spillvarmekjeler og foringer for kjemiske reaksjonsbeholdere.