氮化硅陶瓷具有优良的高温性能,广泛应用于各种高温部件中,但由于在高温时氮化硅在热力学上不稳定,易和环境介质反应产生腐蚀失效,因此氮化硅陶瓷抗腐蚀性能研究近年越来越得到重视。本文简述了氮化硅陶瓷熔盐腐蚀的背景及腐蚀性能测试方法,对氮化硅陶瓷在多种钠盐中的熔盐腐蚀机理、动力学研究等进行归纳总结,并对今后提高氮化硅陶瓷抗腐蚀性能研究提出了建议。

氮化硅陶瓷的熔盐腐蚀研究进展 陈银娟李强蒋丹宇 (东师范大学化学系，海 2 0 6;国科学院上海硅酸盐研究所，海 2 0 5 )华上 0 0 2中上 0 00

摘

要：氮化硅陶瓷具有优良的高温性能，广泛应用于各种高温部件中，由于在高温时氮化硅在但

热力学上不稳定，易和环境介质反应产生腐蚀失效，因此氮化硅陶瓷抗腐蚀性能研究近年越来越得到重

视。本文简述了氮化硅陶瓷熔盐腐蚀的背景及腐蚀性能测试方法，氮化硅陶瓷在多种钠盐中的熔盐对腐蚀机理、力学研究等进行归纳总结，动并对今后提高氮化硅陶瓷抗腐蚀性能研究提出了建议。 关键词：氮化硅；瓷；盐腐蚀；盐陶熔钠

随着科技日新月异的发展，种部件的使用各条件愈加苛刻 (高温、腐蚀等 )金属材料由如强，于自身耐高温、腐蚀性差的弱点，抗已经不能满足这些苛刻环境的要求，进结构陶瓷材料由于先具有优良的高温和抗腐蚀性能，到越来越广泛得 的应用。

1陶瓷熔盐腐蚀的背景及试验方法 1 1陶瓷熔盐腐蚀的背景 . 一

般称熔融的无机化合物为熔融盐或简称

熔盐 ( ot a )是由阳离子和阴离子组成的 m l n sl, e t离子熔体，具有很多水溶液没有的特性。熔盐是

在近 2 0多年来迅速发展起来的新型高温工

程陶瓷中，氮化硅陶瓷是一个典型的代表。氮化硅陶瓷具有高熔点，高的高温强度和较小的高较 温蠕变性能，以及良好的抗热震、氧化和结构抗

离子熔体，具有广泛的温度使用范围，容量大，热 化学性质稳定，广泛用于熔盐电解法制金可

属 J。但是高温熔盐具有很强的腐蚀性，即使 是非常稳定的陶瓷材料也容易被腐蚀。 在海轮上使用的热机，由于燃料中含有的 s, N, V等杂质元素， a K,在燃烧时形成硫化物、化碳

稳定性。氮化硅陶瓷的抗腐蚀能力强，能耐几乎 所有的无机酸 (氟酸除外 ) 3%以下的烧碱氢和 0

溶液及很多有机酸的腐蚀 j因为它有众多优。 点，以得到广泛的应用，以用作坩埚、电偶所可热

物等气体，它们与空气中的 O, a 1反应生成 NC等

Na SO4: 2

保护管、机、热炉体材料、属炼熔炉和热处理的金 内衬材料。

2 a 1 g+ S 2 g+12 2 g+ H2 g NC() O ()/0 ( ) 0( )= N,O ()+ 2 C( ) aS 1 H 1 g

高温时氮化硅陶瓷在热力学上不稳定，在会 表面氧化，成二氧化硅保护膜，常这种保护生通膜使基体材料具有优异的抗氧化性能，在实际但应用条件下，热机中，积的熔盐可能溶解二如沉

高温下， as 解成 N: N:0分 aO和 S 0: N 2O ( )= N 2 S+ S 3 g aS 4 1 a0( ) O ()

碱性 N a0溶解 SO保护层，成硅酸钠： i生 ( i2 ( )+ N 2 S= N 2 . SO )() SO ) S aO( ) a0 ( i2 1

氧化硅，成氮化硅陶瓷的熔盐腐蚀，而导致造进材料破坏；在电解铝行业，为电解质的冰晶石作会不断腐蚀作为电解槽内衬材料的氮化硅陶瓷。 因此，近年来如何提高陶瓷的抗熔盐腐蚀性，是精细陶瓷的研究热点，文以氮化硅陶瓷熔盐腐本 蚀研究为例，总结了近期研究进展。

硅酸盐在高温下成液态，得氧气能更快地使扩散，化体材料，生腐蚀。因此，热机中，氧产在 N 0熔盐是最常见的腐蚀剂， as 而在热交换器中 也可能存在碱性氧化物熔渣 J。表 1给出了碳

化硅陶瓷在不同使用条件下的腐蚀情况 j。另

作者简介：陈银娟 (9 6一)女， 18,硕士，主要从事结构陶瓷材料的研究

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