项目属于材料科学技术领域。

硅钢是国家电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，其制造要求高，特别是取向硅钢的生产工艺和设备复杂，成分控制严格，工序长，影响因素多，因此常把取向硅钢的质量和牌号看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志，被誉为“钢铁皇冠上的明珠”。薄板连续退火炉是硅钢生产的关键设备，其炉底辊套管在炉内高温、气氛和高速运行钢带的机械摩擦等多维度作用下，表面氧化、结瘤和磨损造成硅钢带表面损伤影响硅钢质量，长期以来依赖日本，成为制约硅钢生产的“瓶颈”。另一方面，中国是世界陶瓷生产和出口第一大国，广泛使用反应烧结碳化硅窑具，材料内部存在的游离硅严重影响其使用温度和寿命，成为行业亟待解决的关键难题。针对硅钢和陶瓷行业存在的关键共性问题，项目以创新材料设计思想、开发制备及长寿服役技术为技术路线，研发C-Si-N质复合材料制备关键技术，率先发明C-Si-N质复合材料，其使用寿命明显高于国际先进水平的产品，满足硅钢和陶瓷行业的使用需求。

主要技术发明为：

1、C-Si-N质复合材料相组成设计技术：设计碳基-陶瓷相和碳化硅基-硅复合体系中相组成及分布，阐明C-Si-N系在不同温度和不同气氛下反应生成不同陶瓷相的相组成及转化规律，建立不同陶瓷相在体积分数、晶粒尺寸和分布上的可控制备模型；设计将材料中游离硅通过反应转化为结合能力更强或熔点更高的陶瓷结合相，突破传统技术无法解决碳-陶瓷相、碳化硅-结合相之间的化学结合问题，发明C-Si-N质复合材料相组成设计技术。

2、C-Si-N质复合材料高温原位反应制备技术：研发将碳基和陶瓷相、碳化硅基和Si之间的粘附、机械啮合和镶嵌的弱结合，原位反应转化成强结合的技术，发明碳-陶瓷相和碳化硅-硅化物结合相基之间强化学结合为核心的高温原位反应烧结的复合制备技术。

3、C-Si-N质复合材料长寿化服役技术：阐明不同服役环境C-Si-N质复合材料的结瘤和磨损机理、高温下硅的软化和蒸发规律，创新性研发高温条件下降低材料中游离硅高温蒸发量及结瘤在线修复技术，实现C-Si-N质复合材料的长寿化工程应用。

项目发明的连续退火炉高温区用炉底辊套管在武钢硅钢工程工业应用，使用寿命超过8个月，显著高于日本同类产品的3个月，同时性能明显优于日该产品，武钢不再使用进口产品，突破硅钢生产的“瓶颈”。研发新型C-Si-N质窑具在日用瓷和电子瓷等隧道窑的使用寿命已超过5年，高于传统窑具1-2年。项目成果较妥善解决了套管及窑具材料的设计、制备及服役技术等领域的共性问题，丰富了耐火材料设计理论，发展其制备及服役技术。成果获授权发明专利15项，发表论文38篇。

近3年系列复合材料产品新增销售额3.646912亿元，新增利润(包括应用单位节省燃料费用)1.38812亿元。项目成果不仅为企业创造显著的经济效益，更重要是为中国硅钢特别是高性能硅钢生产及服务三峡工程等国家重点工程提供基础材料保障，有力地提升硅钢、陶瓷、耐火材料等战略性产业和传统行业整体技术水平和综合竞争力。

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