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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 1/2019

02.11.2018

Catalytic Preparation of Si3N4-Bonded SiC Refractories and Their High-Temperature Properties

verfasst von: Feng Liang, Wanguo Zhao, Lilin Lu, Haijun Zhang, Yubao Bi, Jun Zhang, Jianghao Liu, Shaowei Zhang

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 1/2019

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Abstract

Effects of Cr2O3 nanoparticles (NPs) on the catalytic nitridation of Si powders were investigated, and the results showed that the Cr2O3 NP catalysts enhanced the nitridation of Si powders and promoted the formation of Si3N4 whiskers. The complete conversion of Si was achieved at [1473 K (1200 °C)] for 3 hours with the addition of 3 wt pct Cr2O3 NPs. First-principle calculations suggested that the electron transfer from Cr2O3 to N2 molecules facilitates the Si nitridation. Moreover, Si3N4-bonded SiC refractories were also prepared using in-situ formed Cr2O3 NPs as catalysts, and the hot modulus of rupture at [1673 K (1400 °C)] of as-prepared refractories was about three times higher than that of samples without catalysts; the corrosion resistance against molten cryolite of the former was remarkably lower than that of the latter. The improvement was attributed to the catalytic effects of Cr2O3 NPs for in-situ formation of a fund of Si3N4 whiskers, which formed a network structure in the samples.

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Metadaten
Titel
Catalytic Preparation of Si3N4-Bonded SiC Refractories and Their High-Temperature Properties
verfasst von
Feng Liang
Wanguo Zhao
Lilin Lu
Haijun Zhang
Yubao Bi
Jun Zhang
Jianghao Liu
Shaowei Zhang
Publikationsdatum
02.11.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 1/2019
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-018-4984-6

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