Силициевият карбид и силициевият нитрид имат лоша омокряемост от разтопен метал. Освен че са инфилтрирани от магнезий, никел, хромови сплави и неръждаема стомана, те нямат омокряемост от други метали, така че имат отлична устойчивост на корозия и се използват широко в алуминиевата електролиза.
В тази статия е изследвана корозионната устойчивост на рекристализиран силициев карбид R-SiC и силициев карбид Si3N4-SiC, свързан със силициев нитрид, в горещо циркулиращи стопилки на Al-Si сплави от множество географски ширини.
Според експерименталните данни от 9-кратно термично циклиране от 1080 часа в стопилка на алуминиево-силициева сплав с температура 495°C ~ 620°C, са получени следните резултати от анализа.
Пробите R-SiC и Si3N4-SiC се увеличават с времето на корозия, а скоростта на корозия намалява. Скоростта на корозия съответства на логаритмичната зависимост на затихването. (фигура 1)
Чрез енергиен спектрален анализ, самите проби R-SiC и Si3N4-SiC не съдържат алуминий-силиций; в рентгенограмата, известно количество алуминий-силиций пик е остатъчната повърхностна алуминий-силиций сплав. (Фигура 2 – Фигура 5)
Чрез SEM анализ, с увеличаване на времето на корозия, общата структура на пробите R-SiC и Si3N4-SiC е рохкава, но без видими повреди. (Фигура 6 – Фигура 7)
Повърхностното напрежение σs/l>σs/g на границата между алуминиевата течност и керамиката, ъгълът на омокряне θ между границите е >90°, а границата между алуминиевата течност и листовия керамичен материал не е мокра.
Следователно, материалите R-SiC и Si3N4-SiC са отлични по отношение на корозионна устойчивост срещу алуминиево-силициева стопилка и имат малка разлика. Цената на материалите Si3N4-SiC обаче е сравнително ниска и се прилагат успешно от много години.
Време на публикуване: 17 декември 2018 г.