I mattoni in carburo di silicio legati con nitruro di silicio- utilizzano carburo di silicio (SiC maggiore o uguale al 70%) come aggregato e formano una fase di legame Si₃N₄ attraverso una reazione di nitrurazione. I principali vantaggi in termini di resistenza alla corrosione-risolvono tre principali punti critici nelle applicazioni-di fascia alta:
Forte resistenza all'ossidazione ad alta-temperatura: i normali mattoni in carburo di silicio si ossidano facilmente a temperature superiori a 1200 gradi per formare SiO₂, facendo sì che la struttura del mattone diventi porosa e allentata;
Al contrario, Si₃N₄ si ossida ad alte temperature per formare un denso strato protettivo SiO₂-Al₂O₃ che blocca la penetrazione dell'ossigeno; a 1400 gradi, il tasso di ossidazione è solo un-decimo di quello dei normali mattoni in carburo di silicio;
Resistenza all'usura superiore: la durezza del Si₃N₄ (durezza Mohs di 9,5) si avvicina a quella del diamante.
Lavorando in sinergia con il SiC, la resistenza all'usura a temperatura ambiente del materiale- è doppia rispetto a quella dei normali mattoni in carburo di silicio, rendendolo adatto ad ambienti con elevata erosione del materiale;
Eccellente resistenza agli shock termici: il coefficiente di dilatazione termica è solo 4×10⁻⁶/grado (a 1000 gradi) -70% rispetto ai normali mattoni in carburo di silicio.
Nei test di tempra in acqua-da 1100 gradi, possono resistere a oltre 40 cicli senza rompersi, rendendoli ideali per apparecchiature-di fascia alta soggette a frequenti operazioni di avvio-arresto.
"Classificazione di categoria" dei mattoni in nitruro di silicio-in carburo di silicio legato: il contenuto di Si₃N₄ determina la durata di servizio
Il contenuto di Si₃N₄ è il fattore chiave che determina le prestazioni del mattone. L'industria classifica questi mattoncini in tre categorie in base al contenuto Si₃N₄ per adattarsi a diverse applicazioni-di fascia alta:
Alto-azotomattoni in carburo di silicio legati con nitruro di silicio-caratteristica contenuto di Si₃N₄ maggiore o uguale al 20%, contenuto di SiC maggiore o uguale al 70% e resistenza alla compressione a temperatura ambiente- maggiore o uguale a 300 MPa.
Con una temperatura di servizio massima di 1500 gradi, sono adatti principalmente per ambienti di "ossidazione intensa + alta temperatura", come gassificatori chimici del carbone e camere di combustione di inceneritori di rifiuti.
I mattoni di azoto medio-hanno un contenuto di Si₃N₄ compreso tra il 12% e il 20%, un contenuto di SiC maggiore o uguale al 75%, una resistenza alla compressione a temperatura ambiente-maggiore o uguale a 250 MPa e una temperatura di servizio massima di 1450 gradi.
Adatto per applicazioni che comportano "usura elevata e ossidazione moderata", come i canali di lavaggio delle scorie metallurgiche-e le aree circostanti i tappi di spurgo delle siviere; la variante a basso-azoto contiene il 6%–12% di Si₃N₄ e maggiore o uguale all'80% di SiC, con una resistenza alla frantumazione a freddo maggiore o uguale a 200 MPa.
Con una temperatura operativa massima di 1400 gradi, viene utilizzato principalmente in applicazioni-di fascia alta caratterizzate da "bassa ossidazione e bassa usura", come tubi scambiatori di calore per caldaie a calore di scarto e rivestimenti per recipienti per reazioni chimiche.