氮化硅鐵(Fe-Si3N4)是一種新型氮化物系原料,是以FeSi75鐵合金為原料,利用氮化技術在高溫下合成的。氮化硅鐵以氮化硅(Si3N4)為主要成分,含有游離鐵、未氮化硅鐵FeSi及其他少量成分。氮化硅鐵中Si3N4有α和β兩種晶型,均為六方晶體,鐵元素以α-Fe或(和)鐵的硅化物形式存在。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年氮化硅鐵行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,氮化硅鐵是Si3N4和鐵的混合物,具有Si3N4的優異性能,如耐火度高、抗侵蝕性良好、熱膨脹率低、力學強度高等;氮化硅鐵含有塑性Fe相,因此又具有良好的燒結性能。基于以上性能,氮化硅鐵被廣泛用作耐火材料的原料、高溫結合相、高溫結構材料,應用在高爐鐵溝澆注料和炮泥中。
氮化硅鐵有多種制備方法,包括直接氮化法、自蔓延高溫合成法、閃速燃燒合成法、碳熱還原氮化法、硅鐵熔體氮化法、微波合成法等,各制備方法各具優缺點。不同制備方法制備的氮化硅鐵物相組成、結構、性能也有一定差異,如自蔓延高溫合成法制備的氮化硅鐵由β-Si3N4、α-Si3N4、Fe3Si和Si2N2O組成,顯微結構致密。
氮化硅鐵中氮含量的測定方法包括中和滴定法、氧氮測定儀法、惰性氣體熔融熱導法等。《氮化硅鐵 氮含量的測定 惰性氣體熔融熱導法》(計劃號2024-0384T-YB)是工信部發布的2024年第一批行業標準制修訂計劃之一,項目周期24月,主要起草單位包括寧波鋼鐵有限公司、鄂爾多斯市西金礦冶有限公司等。
全球氮化硅鐵生產集中在北美、歐洲和亞洲等地區,近年來,我國氮化硅鐵產業發展迅速、產量大幅增長,目前已成為全球氮化硅鐵主要生產和出口基地。我國氮化硅鐵生產企業包括天津煒潤達冶金材料有限公司、安陽市定興冶金耐材有限責任公司、山西晉東南神話新材料有限公司、河北高富氮化硅材料有限公司等。整體來看,河南、山西和山東是我國氮化硅鐵主要生產地區。
新思界
行業分析人士表示,氮化硅鐵作為新型氮化物系原料,性能優異,近年來其在鐵溝澆注料、炮泥、耐火復合材料中應用越來越廣泛。我國是氮化硅鐵主要生產國之一,近年來,氮化硅鐵生產規模、產品質量、技術水平均處于提升中,在雙碳背景下,未來氮化硅鐵行業將更加注重環保、可持續發展。