एल्यूमीनियम-सिलिकॉन मिश्र धातु पिघल में R-SiC और Si3N4-SiC का संक्षारण प्रतिरोध

सिलिकॉन कार्बाइड और सिलिकॉन नाइट्राइड में पिघली हुई धातु के साथ खराब घुलनशीलता होती है। मैग्नीशियम, निकल, क्रोमियम मिश्र धातु और स्टेनलेस स्टील द्वारा घुसपैठ किए जाने के अलावा, उनमें अन्य धातुओं के लिए कोई लचीलापन नहीं है, इसलिए उनके पास उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध है और एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलिसिस उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इस पेपर में, गर्म-परिसंचारी अल-सी मिश्र धातु पिघल में पुन: क्रिस्टलीकृत सिलिकॉन कार्बाइड आर-सीआईसी और सिलिकॉन नाइट्राइड बंधुआ सिलिकॉन कार्बाइड Si3N4-SiC के संक्षारण प्रतिरोध की जांच कई अक्षांशों से की गई थी।

495 डिग्री सेल्सियस ~ 620 डिग्री सेल्सियस एल्यूमीनियम-सिलिकॉन मिश्र धातु पिघल में 1080 घंटे के 9 बार थर्मल साइक्लिंग के प्रयोगात्मक डेटा के अनुसार, निम्नलिखित विश्लेषण परिणाम प्राप्त हुए थे।

R-SiC और Si3N4-SiC नमूनों में संक्षारण समय के साथ वृद्धि हुई और संक्षारण दर में कमी आई। संक्षारण दर क्षीणन के लघुगणकीय संबंध के अनुरूप है। (चित्र 1)

ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण के अनुसार, R-SiC और Si3N4-SiC नमूनों में स्वयं कोई एल्यूमीनियम-सिलिकॉन नहीं है; एक्सआरडी पैटर्न में, एल्यूमीनियम-सिलिकॉन शिखर की एक निश्चित मात्रा सतह-अवशिष्ट एल्यूमीनियम-सिलिकॉन मिश्र धातु है। (चित्र 2 - चित्र 5)

SEM विश्लेषण के माध्यम से, जैसे-जैसे संक्षारण समय बढ़ता है, R-SiC और Si3N4-SiC नमूनों की समग्र संरचना ढीली होती है, लेकिन कोई स्पष्ट क्षति नहीं होती है। (चित्र 6 - चित्र 7)

एल्यूमीनियम तरल और सिरेमिक के बीच इंटरफ़ेस का सतह तनाव σs/l>σs/g, इंटरफेस के बीच गीला कोण θ >90° है, और एल्यूमीनियम तरल और शीट सिरेमिक सामग्री के बीच इंटरफ़ेस गीला नहीं है।

इसलिए, R-SiC और Si3N4-SiC सामग्री एल्यूमीनियम सिलिकॉन पिघल के खिलाफ संक्षारण प्रतिरोध में उत्कृष्ट हैं और उनमें थोड़ा अंतर है। हालाँकि, Si3N4-SiC सामग्रियों की लागत अपेक्षाकृत कम है और इसे कई वर्षों से सफलतापूर्वक लागू किया गया है।