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摘要
为改善Si3N4结合SiC耐火材料的致密化，降低Si粉氮化温度，以SiC颗粒和细粉为主要原料，利用从高钛型高炉渣提取的Ti-Si-Fe合金部分取代Si粉，在埋碳气氛下于1 350 ℃反应烧结5 h，制备了Si3N4结合SiC耐火材料。研究了Ti-Si-Fe合金添加量（质量分数分别为0、1.8%、3.6%、5.4%、7.2%）对Si粉的氮化行为、材料力学性能和显微结构的影响，并探讨了氮化反应烧结机制。结果表明：1)随着Ti-Si-Fe合金加入量增加，材料的力学性能和高温抗折强度明显改善，荷重软化温度均超过1 700 ℃，Ti-Si-Fe合金加入量超过3.6%（w）后材料性能的增幅变缓；2)Ti-Si-Fe合金促进了Si粉在较低温度下的完全氮化和材料的反应烧结，Ti-Si-Fe合金中各物相及Si粉氮化反应的体积增加能够充填气孔，氮化产物改善骨料与基质、基质内部的结合状态，从而提高材料的致密化程度，改善力学性能；3)引入Ti-Si-Fe合金后，反应体系中形成了富含Ti、Si、N、Fe成分的液相，氮化物的形成除传统的VS、VLS机制外，溶解-沉淀机制在短柱状β-Si3N4、粒状TiN的形成中起到主导作用，交错联结的α-Si3N4晶须、短柱状β-Si3N4、粒状TiN对材料的力学性能起到增强作用。
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