Karbid křemíku a nitrid křemíku mají špatnou smáčivost roztaveným kovem. Kromě toho, že jsou infiltrovány hořčíkem, niklem, slitinami chromu a nerezovou ocelí, nemají žádnou smáčivost s jinými kovy, takže mají vynikající odolnost proti korozi a jsou široce používány v průmyslu elektrolýzy hliníku.
V tomto článku byla zkoumána korozní odolnost rekrystalizovaného karbidu křemíku R-SiC a karbidu křemíku Si3N4-SiC vázaného nitridem křemíku v horkovzdušných taveninách slitin Al-Si z různých zeměpisných šířek.
Na základě experimentálních dat z 9násobného tepelného cyklování po dobu 1080 hodin v tavenině slitiny hliníku a křemíku o teplotě 495 °C ~ 620 °C byly získány následující výsledky analýzy.
Vzorky R-SiC a Si3N4-SiC se s dobou koroze zvyšovaly a rychlost koroze se snižovala. Rychlost koroze odpovídala logaritmickému vztahu útlumu. (obrázek 1)
Analýzou energetického spektra bylo zjištěno, že samotné vzorky R-SiC a Si3N4-SiC neobsahují žádný hliník-křemík; v rentgenovém difrakčním obrazci je určité množství hliník-křemíkového píku povrchově zbytkovou slitinou hliníku a křemíku. (Obrázek 2 – Obrázek 5)
Analýzou SEM se ukázalo, že s prodlužující se dobou koroze je celková struktura vzorků R-SiC a Si3N4-SiC uvolněná, ale bez zjevného poškození. (Obrázek 6 – Obrázek 7)
Povrchové napětí rozhraní mezi hliníkovou kapalinou a keramikou σs/l > σs/g, smáčecí úhel θ mezi rozhraními je > 90° a rozhraní mezi hliníkovou kapalinou a keramickou vrstvou není mokré.
Materiály R-SiC a Si3N4-SiC proto vykazují vynikající odolnost proti korozi vůči tavenině hliníku a křemíku a mezi nimi se jen málo liší. Cena materiálů Si3N4-SiC je však relativně nízká a tyto materiály se úspěšně používají již mnoho let.
Čas zveřejnění: 17. prosince 2018