Карбід крэмнію і нітрыд крэмнію дрэнна змочваюцца расплаўленым металам. Акрамя таго, што яны прасякнуты магніем, нікелем, хромавымі сплавамі і нержавеючай сталлю, яны не змочваюцца іншымі металамі, таму валодаюць выдатнай каразійнай устойлівасцю і шырока выкарыстоўваюцца ў алюмініевай электролізнай прамысловасці.
У гэтай працы даследавана каразійная ўстойлівасць перакрышталізаванага карбіду крэмнію R-SiC і карбіду крэмнію Si3N4-SiC, звязанага з нітрыдам крэмнію, у расплавах сплаваў Al-Si з гарачай цыркуляцыяй на розных шыротах.
Згодна з эксперыментальнымі дадзенымі 9-разовага тэрмічнага цыклавання працягласцю 1080 гадзін у расплаве алюмініева-крэмніевага сплаву пры тэмпературы 495°C ~ 620°C, былі атрыманы наступныя вынікі аналізу.
Узоры R-SiC і Si3N4-SiC павялічваліся з часам карозіі, а хуткасць карозіі зніжалася. Хуткасць карозіі адпавядала лагарыфмічнай залежнасці згасання (малюнак 1).
Паводле аналізу энергетычнага спектру, самі ўзоры R-SiC і Si3N4-SiC не ўтрымліваюць алюмініева-крэмніевых злучэнняў; на дыфрактограме XRD пэўная колькасць пікаў алюмініева-крэмніевых злучэнняў адпавядае паверхневаму рэшткаваму алюмініева-крэмніеваму сплаву (Малюнак 2 – Малюнак 5).
З дапамогай SEM-аналізу відаць, што па меры павелічэння часу карозіі агульная структура ўзораў R-SiC і Si3N4-SiC становіцца друзлай, але відавочных пашкоджанняў няма (малюнак 6 – малюнак 7).
Павярхоўнае нацяжэнне мяжы паміж алюмініевай вадкасцю і керамікай σs/l > σs/g, кут змочвання θ паміж мяжамі > 90°, а мяжа паміж алюмініевай вадкасцю і ліставым керамічным матэрыялам не змочваецца.
Такім чынам, матэрыялы R-SiC і Si3N4-SiC выдатна ўстойлівыя да карозіі ў расплаве алюмінію і крэмнію і маюць нязначную розніцу. Аднак кошт матэрыялаў Si3N4-SiC адносна нізкі, і яны паспяхова выкарыстоўваюцца ўжо шмат гадоў.
Час публікацыі: 17 снежня 2018 г.