탄화규소와 질화규소는 용융 금속과의 젖음성이 좋지 않습니다. 마그네슘, 니켈, 크롬 합금 및 스테인리스강에는 침투되지만 다른 금속에는 젖음성이 없어 내식성이 매우 뛰어나며 알루미늄 전해 산업에서 널리 사용됩니다.
본 논문에서는 재결정된 탄화규소(R-SiC)와 질화규소가 결합된 탄화규소(Si3N4-SiC)의 고온 순환 알루미늄-실리콘 합금 용융액에서의 내식성을 다양한 위도에서 조사하였다.
495°C ~ 620°C의 알루미늄-실리콘 합금 용융액에서 1080시간 동안 9회 열 순환 실험을 수행한 결과, 다음과 같은 분석 결과를 얻었다.
R-SiC 및 Si3N4-SiC 시편은 부식 시간이 증가함에 따라 부식량이 증가하고 부식 속도는 감소했습니다. 부식 속도는 감쇠의 로그 관계를 따랐습니다. (그림 1)
에너지 스펙트럼 분석 결과, R-SiC 및 Si3N4-SiC 시료 자체에는 알루미늄-실리콘이 존재하지 않으며, XRD 패턴에서 일정량의 알루미늄-실리콘 피크는 표면에 잔류하는 알루미늄-실리콘 합금임을 알 수 있다. (그림 2 – 그림 5)
SEM 분석 결과, 부식 시간이 증가함에 따라 R-SiC 및 Si3N4-SiC 시편의 전체 구조가 느슨해지지만 뚜렷한 손상은 관찰되지 않았다. (그림 6 – 그림 7)
알루미늄 액체와 세라믹 사이의 계면의 표면장력 σs/l>σs/g이고, 계면 사이의 접촉각 θ가 90°보다 크며, 알루미늄 액체와 판형 세라믹 재료 사이의 계면은 젖지 않습니다.
따라서 R-SiC와 Si3N4-SiC 소재는 알루미늄-실리콘 용융액에 대한 내식성이 우수하며 큰 차이가 없습니다. 하지만 Si3N4-SiC 소재는 가격이 상대적으로 저렴하고 오랫동안 성공적으로 적용되어 왔습니다.
게시 시간: 2018년 12월 17일