يتمتع كربيد السيليكون ونيتريد السيليكون بقابلية ضعيفة للتبلل مع المعدن المنصهر. إلى جانب اختراقها للمغنيسيوم والنيكل وسبائك الكروم والفولاذ المقاوم للصدأ، فهي لا تتمتع بقابلية للتبلل مع المعادن الأخرى، لذلك فهي تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل وتستخدم على نطاق واسع في صناعة التحليل الكهربائي للألمنيوم.
في هذا البحث، تم دراسة مقاومة التآكل لكربيد السيليكون المعاد بلورته R-SiC وكربيد السيليكون المرتبط بنيتريد السيليكون Si3N4-SiC في مصهور سبائك Al-Si الساخنة المتداولة من خطوط عرض متعددة.
وفقًا للبيانات التجريبية لـ 9 مرات من التدوير الحراري لمدة 1080 ساعة في ذوبان سبائك الألومنيوم والسيليكون عند 495 درجة مئوية ~ 620 درجة مئوية، تم الحصول على نتائج التحليل التالية.
زادت عينات R-SiC وSi3N4-SiC مع مرور وقت التآكل وانخفض معدل التآكل. معدل التآكل الممنوح للعلاقة اللوغاريتمية للتوهين. (الشكل 1)
من خلال تحليل طيف الطاقة، فإن عينات R-SiC وSi3N4-SiC نفسها لا تحتوي على الألومنيوم والسيليكون؛ في نمط XRD، تكون كمية معينة من قمة الألومنيوم والسيليكون عبارة عن سبائك الألومنيوم والسيليكون المتبقية على السطح. (الشكل 2 - الشكل 5)
من خلال تحليل SEM، مع زيادة وقت التآكل، يكون الهيكل العام لعينات R-SiC وSi3N4-SiC فضفاضًا، ولكن لا يوجد ضرر واضح. (الشكل 6 - الشكل 7)
التوتر السطحي σs/l>σs/g للواجهة بين سائل الألومنيوم والسيراميك، وزاوية الترطيب θ بين الواجهات أكبر من 90 درجة، والواجهة بين سائل الألومنيوم ومواد صفائح السيراميك ليست مبللة.
ولذلك، فإن المواد R-SiC وSi3N4-SiC ممتازة في مقاومة التآكل ضد ذوبان السيليكون الألومنيوم ولها اختلاف بسيط. ومع ذلك، فإن تكلفة مواد Si3N4-SiC منخفضة نسبيًا وقد تم تطبيقها بنجاح لسنوات عديدة.
وقت النشر: 17 ديسمبر 2018