微硅粉具有硅元素的很多物化性质,在日常生产生活中常常用在对建筑材料性能的提高,然而微硅粉还可以用来生产氮化硅。氮化硅制品按工艺可以分为反应烧结制品、热压制品、常压烧结制品、等静压烧结制品和反应重烧制品等。其中,反应烧结是一种常用的生产氮化硅耐火制品的方法。
氮化硅粉中含有许多杂质,如Fe,Ca,Aì,Ti等。Fe被认为是反应过程中的催化剂。它能促进硅的扩散,但同时,也将造成气孔等缺陷。Fe作为添加剂的主要作用:在反应过程中可作催化剂,促使制品表面生成SiO2氧化膜;形成铁硅熔系,氮溶解在液态FeSi2中,促进β-Si3N4的生成。但铁颗粒过大或含量过高,制品中也会出现气孔等缺陷,降低性能。一般铁的加入量为0~5%。Al,Ca,Ti等杂质,易与硅形成低共熔物。适当的添加量,可以促进烧结,提高制品的性能。
氮化硅粉的粒度越细,比表面积越大,则可降低烧成温度。粒度较细的微硅粉与粒度较粗的硅粉相比,制品中含α- Si3N4的量增高。降低微硅粉的粒径,可以降低制品的显微气孔尺寸。适当的粒度配比,可以提高制品密度。
实验证明,在微硅粉的存在下,C3S粒子周围存在着三层不同C/S的疑胶,最内层C/S为115左右,最外层C/S小于1。C/S不同,产物的结构不同,其性能也不相同。
在加入金石微硅粉的水泥中,随加量和环境温度不同,可得到一系列热稳定性好、强度高、渗透率低的水化产物。当微硅粉加量在35%左右,水泥体系C/S接近于1时,如温度高于120℃,主要形成雪硅钙石,当温度高于150℃时,则主要形成硬硅钙石和少量白钙沸石,它们在400℃以内均稳定存在。除此之外,产物中少量白钙镁沸石,针钠钙石、片柱钙石等对水泥的热稳定性也有一定作用,因此提高了水泥的耐高温性能。
微硅粉是以活性SiO2为主要成份的无机粉末材料,可作为低密度水泥浆的高温稳定剂。在上述水泥浆中加入45%的微硅粉,水泥石在350℃、20MPa下养护3天,强度达1211MPa。
微硅粉(又称硅灰或凝聚硅灰),是在冶炼硅铁或工业硅过程中产生的气相物质经过滤、氧化、冷凝、沉淀而形成。微硅粉中的二氧化硅属于无定型物质,活性高,颗粒细小,比表面积大,具有优良的理化性能,广泛应用于建筑、冶金、高级保温材料等行业。
它是采用流化床法结合酸洗法对微硅粉进行提纯实验研究,分别探讨了微硅粉酸洗除杂过程中各因素(反应温度、反应时间、酸浓度、固液比)以及流化除杂过程中各因素(反应温度、反应时间、反应气氛)对微硅粉纯度的影响。
通过实验对比提纯效果得出以下结论:采用先酸洗后流化提纯方式进行提纯,酸洗条件下:反应温度为140℃,反应时间为60min,盐酸浓度为6mol/L,固液比为1g:8.3mL。流化条件下:反应温度为700℃,反应时间为3.0h,反应气氛为空气气氛。经过提纯后,微硅粉纯度由原来的81.62%提高到94.33%,此时杂质含量分别为:游离碳从1.25%到0.075%。