Silicon carbide và silicon nitride có khả năng thấm ướt kém với kim loại nóng chảy. Ngoài việc bị thấm bởi magie, niken, hợp kim crom và thép không gỉ, chúng không có khả năng thấm ướt với các kim loại khác, do đó chúng có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp điện phân nhôm.
Trong bài báo này, khả năng chống ăn mòn của cacbua silic tái kết tinh R-SiC và cacbua silic liên kết nitrua silic Si3N4-SiC trong hợp kim Al-Si nóng chảy tuần hoàn đã được nghiên cứu ở nhiều vĩ độ khác nhau.
Theo dữ liệu thực nghiệm thu được từ 9 chu kỳ nhiệt kéo dài 1080 giờ trong hợp kim nhôm-silicon nóng chảy ở nhiệt độ 495 °C ~ 620 °C, các kết quả phân tích sau đây đã được xác định.
Các mẫu R-SiC và Si3N4-SiC tăng độ ăn mòn theo thời gian và tốc độ ăn mòn giảm. Tốc độ ăn mòn phù hợp với mối quan hệ logarit của sự suy giảm. (hình 1)
Qua phân tích phổ năng lượng, bản thân các mẫu R-SiC và Si3N4-SiC không chứa nhôm-silicon; trong giản đồ XRD, một lượng nhất định các đỉnh nhôm-silicon là hợp kim nhôm-silicon còn sót lại trên bề mặt. (Hình 2 – Hình 5)
Qua phân tích SEM, khi thời gian ăn mòn tăng lên, cấu trúc tổng thể của các mẫu R-SiC và Si3N4-SiC trở nên lỏng lẻo hơn, nhưng không có hư hại rõ ràng. (Hình 6 – Hình 7)
Nếu sức căng bề mặt σs/l > σs/g của giao diện giữa chất lỏng nhôm và gốm, góc thấm ướt θ giữa các giao diện lớn hơn 90°, thì giao diện giữa chất lỏng nhôm và vật liệu gốm dạng tấm không bị ướt.
Do đó, vật liệu R-SiC và Si3N4-SiC có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với hợp kim nhôm-silicon nóng chảy và hầu như không có sự khác biệt. Tuy nhiên, chi phí của vật liệu Si3N4-SiC tương đối thấp và đã được ứng dụng thành công trong nhiều năm.
Thời gian đăng bài: 17/12/2018