Il carburo di silicio e il nitruro di silicio presentano una scarsa bagnabilità con il metallo fuso. Oltre ad essere infiltrati da magnesio, nichel, leghe di cromo e acciaio inossidabile, non presentano alcuna bagnabilità con altri metalli, il che ne garantisce un'eccellente resistenza alla corrosione e li rende ampiamente utilizzati nell'industria dell'elettrolisi dell'alluminio.
In questo articolo è stata studiata la resistenza alla corrosione del carburo di silicio ricristallizzato R-SiC e del carburo di silicio legato con nitruro di silicio Si3N4-SiC in leghe Al-Si a circolazione calda fuse da diverse latitudini.
In base ai dati sperimentali di 9 cicli termici di 1080 ore in una lega di alluminio-silicio fusa a 495 °C ~ 620 °C, sono stati ottenuti i seguenti risultati di analisi.
I campioni di R-SiC e Si3N4-SiC sono aumentati con il tempo di corrosione e la velocità di corrosione è diminuita. La velocità di corrosione è in accordo con la relazione logaritmica dell'attenuazione (figura 1).
Dall'analisi dello spettro energetico, i campioni di R-SiC e Si3N4-SiC non presentano tracce di alluminio-silicio; nell'immagine XRD, una certa quantità di picco alluminio-silicio è rappresentata dalla lega alluminio-silicio residua in superficie. (Figura 2 – Figura 5)
Attraverso l'analisi SEM, all'aumentare del tempo di corrosione, la struttura complessiva dei campioni di R-SiC e Si3N4-SiC risulta lassa, ma non presenta danni evidenti. (Figure 6 – Figura 7)
La tensione superficiale σs/l>σs/g dell'interfaccia tra il liquido di alluminio e la ceramica, l'angolo di bagnatura θ tra le interfacce è >90° e l'interfaccia tra il liquido di alluminio e il materiale ceramico in fogli non è bagnata.
Pertanto, i materiali R-SiC e Si3N4-SiC offrono un'eccellente resistenza alla corrosione da fusione di alluminio e silicio e presentano scarse differenze. Tuttavia, il costo dei materiali Si3N4-SiC è relativamente basso e viene utilizzato con successo da molti anni.
Data di pubblicazione: 17-12-2018