目前氮化矽鐵主要用作高爐出鐵口炮泥 、出鐵溝等炭係耐火材料中 。由於Fe-Si3N4具有熱膨脹係數小 、抗熱震性好及不易被熔渣滲透等特點 ，也被用於合成複合材料 、鎂質澆注料 、不燒無鉻耐火材料等 。

1 、在Al2O3-SiC-C係耐火材料中的應用

1.1在Al2O3-SiC-C質炮泥中的應用

試驗和工業應用表明 ：氮化矽鐵不僅可以改善炮泥的物理性能 、高溫強度 ，而且對炮泥的開口性能 、抗侵蝕衝刷性能等應用性能的提高具有很好的效果 。近年來 ，全國重點大型鋼鐵企業2000m3以上高爐堵鐵口炮泥基本上都使用氮化矽鐵 。添加氮化矽鐵的炮泥很好地滿足了大型高爐的需要 ，使高爐出鐵次數由18次普遍降低到12次 ，Z低降到6次 。炮泥的消耗量由每噸鐵1.2kg降低到0.5kg 。

但是氮化矽鐵在炮泥中的添加達到一定量以後 ，炮泥的綜合性能提高不明顯 ，因此 ，應控製好氮化矽鐵加入量 。有研究認為 ，氮化矽鐵加入量控製在10%~20%(w)時 ，炮泥綜合性能較好 。

關於氮化矽鐵在高爐炮泥中作用機製的研究有不少報道 。文獻中對氮化矽鐵在高爐出鐵口用炮泥料中的性狀進行了研究 。結果發現 ：在1250℃開始放出隊;1300℃以上時 ，鐵常常發生矽鐵化;1400~1500℃時反應劇烈 ，放出大量氣體 ，基質中生成了SiC和AlN 。陶瓷管廠家分析認為，氮化矽鐵在炮泥中發生的反應如下 ：

9Fe+Si3N4→3Fe3Si+2N2 ，(1)

3Fe+Si3N4+2C→Fe3Si+2SiC+2N2 ，(2)

9Fe+Si3N4+Al2O3+3C→2AlN+3Fe3Si+3CO+N2 。(3)

可見 ，在炮泥中加入氮化矽鐵 ，高溫下在基質中生成SiC和AlN ，增強了基質 ，同時產生大量氣體 ，可以提高炮泥的氣孔率 ，改善炮泥的開口性能和透氣性能 ，產生的氣體可以減少與鐵水接觸界麵的摩擦 ，防止爐渣侵蝕 。

氮化矽鐵-碳體係中高溫下主要發生氮化矽向碳化矽的轉變 ，Fe對Si3N4向SiC轉化具有明顯的促進作用 ，是由於SiC-C複相材料的形成而強化了高爐炮泥的強度及抗熔渣侵蝕性能，使用性能大大提高 。耐火磚生產廠家研究認為，高溫下Si3N4同金屬Fe反應生成的Fe3Si增加液相量，不僅促進燒結 ，而且促進α-Si3N4向β-Si3N4轉變 ，形成長柱狀晶粒;另外 ，Si3N4同C反應生成SiC ，大量Si3N4和SiC彼此交叉構成網絡結構 ，提高了炮泥的高溫強度 。然而 ，澆口杯廠家認為1300℃以上 ，氮化矽鐵並不一定發生矽鐵化 ，其認為氮化矽鐵先分解為氮化矽與Fe ，Fe容易氧化形成矽鐵的氧化物固溶體 ，而分解的氮化矽也可能發生氧化生成氮氧化合物 ，產生N2 ，可以避免炭素被氧化 ，也可促進燒結過程中生成微小氣孔 ，有利於改善炮泥的透氣性能和開口性能 。

1.2在Al2O3-SiC-C質鐵溝料中的應用

將少量Fe-Si3N4加入到Al2O3-SiC-C質鐵溝料中 ，可改善材料的抗氧化性 ，提高材料的高溫強度 ，因而極大地提高了高爐出鐵溝的通鐵量 。擋渣棉廠家研究發現 ，氮化矽鐵可以顯著改善Al2O3-SiC-C質出鐵溝澆注料的抗氧化性 ，而且隨著氮化矽鐵加入量的增加 ，抗氧化能力增強 。其抗氧化機製為 ：在高溫氧化氣氛下 ，表麵氮化矽鐵中的Si3N4S先氧化生成SiO2 ，構成氧化層的主體;隨著鐵相材料的氧化 ，形成的氧化鐵不但降低了氧化層的熔點 ，而且降低了熔體的黏度 ，增進熔體在材料表麵上的潤濕性及流動性 ，形成覆蓋於材料表麵的氧化層而阻止炭素氧化 ，使其具有比純Si3N4更好的抗氧化性能 。但是加入氮化矽鐵 ，會使澆注料的加水量增加 ，常溫性能指標有所降低 ，因此要控製氮化矽鐵的加入量 ，以保證具有足夠的施工性能和脫模強度 。

1.3在Al2O3-SiC-C磚中的應用

過濾網廠家研究表明 ，在魚雷車用Al2O3-SiC-C磚中加入氮化矽鐵 ，提高了高溫抗折強度 ，原因是加入氮化矽鐵後 ，在高溫下生成S2N2O ，且隨著氮化矽鐵加入量的增多 ，Si2N20增多 ，高溫抗折強度增大 。

2 、Fe-Si3N4-SiC複合材料

Si3N4-SiC材料具有良好的理化性能和高溫性能 ，廣泛用於高爐 、鋁電解槽等高溫L域 ，具有很好的使用效果 。與純氮化矽相比 ，氮化矽鐵具有更好的燒結性 ，可用作高溫結合相 。如張勇等以質量分數分別為90%和10%的工業SiC和矽鐵粉為原料 ，外加2%(w)的黃糊J ，經1380℃5h氮化燒成製備出Fe-Si3N4結合SiC複合材料 ，生成的物相除巧為 、SiO2外 ，還含有少量矽鐵(FeSi)和單質Fe 。以質量分數分別為12%和88%的FeSi粉和SiC為主要原料 ，通過直接氮化反應燒結 ，成功製備出Fe-Si3N4-SiC複合材料 ，其主要物相為SiC 、α-Si3N4、β-Si3N4和Fe3Si ，矽鐵金屬間化合物均呈直徑小於10μm的類球狀 ，均勻分布的矽鐵金屬間化合物可以作為金屬塑性相 。合成的Fe-Si3N4-SiC製品的常溫耐壓強度和高溫抗折強度均優於Si3N4-SiC材料 。Fe-Si3N4-SiC複合材料不僅含有高溫增強相SiC和氮化矽 ，還含有金屬塑性相(Fe 、FeSi或Fe3Si) ，可改善材料的抗熱震性 ，該材料有望在高溫L域有良好的應用前景 。

3 、在其他耐火材料中的應用

氮化矽鐵含有氮化矽和Fe相 ，具有高溫性能好 ，熱膨脹係數小 ，抗熱震性好以及不被熔渣滲透等一係列優異性能 ，也已被用到其他耐火材料中 。保溫棉廠家利用氮化矽鐵含有高溫增強相氮化矽和金屬塑性相Fe ，以剛玉 、尖晶石為原料 ，將氮化矽鐵以細粉形式添加 ，根據過渡塑性理論製備出低成本的抗氧化 、抗侵蝕性好的無鉻不燒耐火材料 。該耐火材料具有優良的物理性能 ，良好的抗氧化性和鋼水侵蝕性 ，可用來代替鎂鉻磚用於RHJ煉爐 。塗軍波等將一定量的氮化矽鐵引入到鎂質澆注料中 ，改善了鎂質澆注料的中高溫處理後的強度以及熱態抗折強度 ，其認為這是因為氮化矽鐵在加熱過程能部分氧化成SiO2 ，進而形成纖維狀的鎂橄欖石 ，增大強度;鐵相物質能和方鎂石固溶 ，促進燒結。鑄造材料廠家將氮化矽鐵引入到高鋁質澆注料中製備高熱震性和抗侵蝕性好的高鋁澆注料 ，期望可以代替用於與鋁液接觸的部位(要求具有高的化學穩定性和良好的抗熱震性)的高鋁磚 。結果發現 ，加入氮化矽鐵後 ，幹燥和燒後材料的顯氣孔率降低 ，體積密度 、強度增大，雖然熔渣對試樣的滲透增大 ，但是熔渣對試樣的侵蝕減輕 。