Los ladrillos de carburo de silicio unidos con nitruro de silicio-utilizan carburo de silicio (SiC mayor o igual al 70%) como agregado y forman una fase de enlace Si₃N₄ a través de una reacción de nitruración. Sus ventajas principales de resistencia a la corrosión-abordan tres puntos débiles principales en aplicaciones de -alta gama:
Fuerte resistencia a la oxidación a alta-temperatura: los ladrillos de carburo de silicio comunes se oxidan fácilmente por encima de los 1200 grados para formar SiO₂, lo que hace que la estructura del ladrillo se vuelva porosa y suelta;
Por el contrario, el Si₃N₄ se oxida a altas temperaturas para formar una densa capa protectora de SiO₂-Al₂O₃ que bloquea la penetración de oxígeno; a 1400 grados, la tasa de oxidación es sólo una-décima parte de la de los ladrillos de carburo de silicio ordinarios;
Resistencia superior al desgaste: la dureza del Si₃N₄ (dureza Mohs de 9,5) se acerca a la del diamante.
Al trabajar sinérgicamente con el SiC, la resistencia al desgaste a temperatura ambiente del material-es el doble que la de los ladrillos de carburo de silicio ordinarios, lo que lo hace adecuado para entornos con alta erosión del material;
Excelente resistencia al choque térmico: el coeficiente de expansión térmica es de solo 4×10⁻⁶/grado (a 1000 grados) -70% del de los ladrillos de carburo de silicio comunes.
En pruebas de enfriamiento con agua-a 1100 grados, pueden soportar más de 40 ciclos sin agrietarse, lo que los hace ideales para equipos-de alta gama sujetos a frecuentes operaciones de arranque-parada.
"Clasificación de categorías" de nitruro de silicio-Ladrillos de carburo de silicio aglomerados: el contenido de Si₃N₄ determina la vida útil
El contenido de Si₃N₄ es el factor clave que rige el rendimiento del ladrillo. La industria clasifica estos ladrillos en tres categorías según el contenido de Si₃N₄ para adaptarse a diferentes aplicaciones de alto nivel-:
Alto contenido de nitrógeno-ladrillos de carburo de silicio unidos con nitruro de silicio-característica: contenido de Si₃N₄ mayor o igual al 20 %, contenido de SiC mayor o igual al 70 % y resistencia a la compresión a temperatura ambiente-mayor o igual a 300 MPa.
Con una temperatura de servicio máxima de 1500 grados, son adecuados principalmente para entornos de "oxidación intensa + alta temperatura", como gasificadores químicos de carbón y cámaras de combustión de incineradores de desechos.
Los ladrillos de nitrógeno medio-tienen un contenido de Si₃N₄ entre 12 % y 20 %, un contenido de SiC mayor o igual al 75 %, una resistencia a la compresión a temperatura ambiente- mayor o igual a 250 MPa y una temperatura máxima de servicio de 1450 grados.
Adecuado para aplicaciones que implican "alto desgaste y oxidación moderada", como canales de lavado de escoria metalúrgica-y las áreas que rodean los tapones de purga de cuchara; la variante baja-en nitrógeno contiene entre un 6% y un 12% de Si₃N₄ y un 80% o más de SiC, con una resistencia al aplastamiento en frío mayor o igual a 200 MPa.
Con una temperatura de funcionamiento máxima de 1400 grados, se utiliza principalmente en aplicaciones -de alta gama caracterizadas por "baja oxidación y bajo desgaste", como tubos intercambiadores de calor para calderas de calor residual y revestimientos para recipientes de reacción química.