Otpornost na koroziju R-SiC i Si3N4-SiC u talini aluminijum-silicijum legure

Silicijum karbid i silicijum nitrid imaju slabu sposobnost vlaženja rastopljenim metalom. Osim što su infiltrirani magnezijumom, niklom, legurom hroma i nerđajućim čelikom, nemaju sposobnost vlaženja prema drugim metalima, tako da imaju odličnu otpornost na koroziju i široko se koriste u industriji elektrolize aluminijuma.

U ovom radu istražena je otpornost na koroziju rekristaliziranog silicijum karbida R-SiC i silicijum nitrida vezanog silicijum karbida Si3N4-SiC u vrućim cirkulacijama Al-Si legura sa više geografskih širina.

Prema eksperimentalnim podacima 9 puta termičkog ciklusa od 1080h u 495°C ~ 620°C taline aluminijum-silicijum legure, dobijeni su sledeći rezultati analize.

Uzorci R-SiC i Si3N4-SiC povećavali su se s vremenom korozije, a brzina korozije se smanjivala. Brzina korozije usklađena s logaritamskim odnosom slabljenja. (slika 1)

Analizom energetskog spektra, uzorci R-SiC i Si3N4-SiC sami po sebi nemaju aluminijum-silicijum; u XRD uzorku, određena količina aluminijum-silicijum pika je površinski zaostala legura aluminijum-silicijum. (Slika 2 – Slika 5)

SEM analizom, kako se vrijeme korozije povećava, ukupna struktura uzoraka R-SiC i Si3N4-SiC je labava, ali nema očiglednih oštećenja. (Slika 6 – Slika 7)

Površinski napon σs/l>σs/g granice između aluminijske tekućine i keramike, kut vlaženja θ između sučelja je >90°, a granica između aluminijske tekućine i pločastog keramičkog materijala nije mokra.

Prema tome, R-SiC i Si3N4-SiC materijali su odlični u otpornosti na koroziju u odnosu na taljenje aluminijum-silicijuma i imaju malu razliku. Međutim, cijena Si3N4-SiC materijala je relativno niska i uspješno se primjenjuje dugi niz godina.