傳統(tǒng)的干壓成型方法已難以滿足進(jìn)一步實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化的要求，比如Si3N4-SiC窯爐燒嘴屬于異型制品，只適宜采用澆注法成型，因此開(kāi)發(fā)Si3N4-SiC澆注成型工藝具有很強(qiáng)的實(shí)用意義。
將粗、中、細(xì)顆粒的SiC及Si粉合理搭配，輔以一定的添加劑和結(jié)合劑，在鐘型混料機(jī)中充分混合，然后采用澆注成型，烘干后裝入大型氮化爐，在純凈的氮?dú)鈿夥罩袩�，使坯體里的Si生成 Si3N4，得到以Si3N4為結(jié)合相的SiC復(fù)合材料。
碳化硅很難燒結(jié)，其晶界能與表面能之比很高，不易獲得足夠的能量，形成晶界而燒結(jié)成塊體。碳化硅燒結(jié)時(shí)的擴(kuò)散速度很低，其表面的氧化膜也起擴(kuò)散勢(shì)壘作用。因此氮化硅結(jié)合碳化硅就是把Si3N4作為結(jié)合劑和助燒劑而得到致密的性能優(yōu)異的Si3N4- SiC材料。
研究硅的氮化動(dòng)力學(xué)時(shí)得知，在1400—1490℃，歷時(shí)2h 就可以使氮達(dá)到最大的飽和程度，并生成Si3N4。在較高的溫度下進(jìn)行氮化時(shí)，將導(dǎo)致氮化硅部分分解；當(dāng)溫度高于1600℃時(shí)，氮化硅的分解速度超過(guò)了它的生成速度，而在1820—1830℃時(shí)它完全分解。這樣，當(dāng)溫度為1400—1480℃，在氮?dú)庵袑?duì)由SiC和Si粉混合物組成的多孔坯體進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，生成Si3N4，該化合物使SiC顆粒膠結(jié)起來(lái)，此時(shí)材料中保持了供氮擴(kuò)散用的開(kāi)口氣孔率大于15—19% )。在生成Si3N4結(jié)合劑的燒結(jié)反應(yīng)過(guò)程中，碳化硅不參與反應(yīng)。對(duì)Si－C－N系統(tǒng)平衡的研究表明，在該溫度下SiC不與氮及氮化硅發(fā)生反應(yīng)。采用細(xì)顆粒硅時(shí)，可使結(jié)合劑中 Si3N4生成得更完全。制取Si3N4 結(jié)合的碳化硅材料需要專(zhuān)門(mén)的高溫加熱設(shè)備，以保證于1400—1500℃在純氮保護(hù)性介質(zhì)中進(jìn)行加熱，這涉及到較大的技術(shù)難題。
氮化反應(yīng)是一種有氣相參加的放熱反應(yīng)，根據(jù)此反應(yīng)特點(diǎn)來(lái)確定最后適宜的氮化工藝參數(shù) （氮化氣體的組成、壓力、升溫制度等）以獲得最佳的反應(yīng)燒結(jié)Si3N4—SiC產(chǎn)品。對(duì)于氮化工藝，以前大都采用分階段升溫和超溫氮化（即最終的氮化溫度高于硅熔點(diǎn)）的溫度制度，氮化氣體則是流態(tài)的。每個(gè)階段所需的保溫時(shí)間，則隨SiC坯體的密度、硅顆粒的尺寸以及產(chǎn)品所要求的性能而定。
對(duì)當(dāng)前使用的氮化硅結(jié)合碳化硅磚的使用情況和質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了調(diào)查分析。該類(lèi)型磚損壞原因主要有裂紋、裂紋加爆皮、腐蝕變形、外力損壞等。裂紋是最主要的原因占95%；裂紋加爆皮占0.85%；腐蝕變形占3.3%；外力損壞占0.85%。經(jīng)分析，導(dǎo)致以上損壞的原因主要是產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題和使用不當(dāng)，而產(chǎn)品質(zhì)量不佳的主要因素是原料不良、制作不良、運(yùn)輸不良、設(shè)計(jì)不良，與生產(chǎn)關(guān)系密切的是原料不良、制作不良、運(yùn)輸不良、設(shè)計(jì)不良。
氮化硅結(jié)合碳化硅磚在生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中產(chǎn)品存在結(jié)構(gòu)變形、保溫性能差等諸多問(wèn)題，采取合理的原材料配比和生產(chǎn)工藝能克服缺陷，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)適用的氮化硅結(jié)合碳化硅磚，為環(huán)境優(yōu)化、企業(yè)增效帶來(lái)幫助，增強(qiáng)綠色可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。