Silisiumkarbid og silisiumnitrid har dårlig fuktbarhet med smeltet metall. I tillegg til å være infiltrert av magnesium, nikkel, kromlegeringer og rustfritt stål, har de ingen fuktbarhet med andre metaller, så de har utmerket korrosjonsbestandighet og er mye brukt i aluminiumelektrolyseindustrien.
I denne artikkelen ble korrosjonsmotstanden til omkrystallisert silisiumkarbid R-SiC og silisiumnitridbundet silisiumkarbid Si3N4-SiC i varmtsirkulerende Al-Si-legeringssmelter undersøkt fra flere breddegrader.
I følge eksperimentelle data fra 9 ganger termisk sykling på 1080 timer i en smeltet aluminium-silisiumlegering på 495 °C ~ 620 °C, ble følgende analyseresultater oppnådd.
R-SiC- og Si3N4-SiC-prøvene økte med korrosjonstiden, og korrosjonshastigheten minket. Korrosjonshastigheten samsvarte med det logaritmiske forholdet for dempning. (figur 1)
Ved energispektrumanalyse har R-SiC- og Si3N4-SiC-prøvene i seg selv ikke noe aluminium-silisium; i XRD-mønsteret er en viss mengde aluminium-silisium-topp den overflateresterende aluminium-silisiumlegeringen. (Figur 2 – Figur 5)
Gjennom SEM-analyse, etter hvert som korrosjonstiden øker, er den generelle strukturen til R-SiC- og Si3N4-SiC-prøvene løs, men ingen åpenbar skade. (Figur 6 – Figur 7)
Overflatespenningen σs/l > σs/g for grensesnittet mellom aluminiumvæsken og keramikken, fuktingsvinkelen θ mellom grensesnittene er >90°, og grensesnittet mellom aluminiumvæsken og det keramiske platematerialet er ikke vått.
Derfor har R-SiC- og Si3N4-SiC-materialene utmerket korrosjonsbestandighet mot aluminium-silisiumsmelte og har liten forskjell. Kostnaden for Si3N4-SiC-materialer er imidlertid relativt lav og har blitt brukt med suksess i mange år.
Publisert: 17. desember 2018