Węglik krzemu i azotek krzemu charakteryzują się słabą zwilżalnością przez stopiony metal. Poza tym, że przenikają przez magnez, nikiel, stopy chromu i stal nierdzewną, nie zwilżają innych metali, dzięki czemu charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję i są szeroko stosowane w przemyśle elektrolizy aluminium.
W artykule tym zbadano odporność na korozję rekrystalizowanego węglika krzemu R-SiC oraz węglika krzemu Si3N4-SiC związanego azotkiem krzemu w gorących stopach stopu Al-Si krążących w różnych szerokościach geograficznych.
Na podstawie danych eksperymentalnych z 9 cykli termicznych trwających 1080 godzin w stopie aluminium i krzemu o temperaturze 495°C ~ 620°C uzyskano następujące wyniki analizy.
Próbki R-SiC i Si3N4-SiC rosły wraz z czasem korozji, a szybkość korozji malała. Szybkość korozji była zgodna z logarytmiczną zależnością tłumienia (rysunek 1).
Analiza widma energetycznego wykazała, że próbki R-SiC i Si3N4-SiC nie zawierają żadnych związków aluminium i krzemu; w widmie XRD pewna ilość piku aluminium i krzemu stanowi powierzchnię stopu aluminium i krzemu resztkowego. (Rysunek 2 – Rysunek 5)
Analiza SEM wykazała, że wraz ze wzrostem czasu korozji ogólna struktura próbek R-SiC i Si3N4-SiC staje się luźna, ale nie wykazuje widocznych uszkodzeń. (Rysunek 6 – Rysunek 7)
Napięcie powierzchniowe σs/l>σs/g na granicy faz między ciekłym aluminium a materiałem ceramicznym, kąt zwilżania θ między granicami faz jest >90°, a granica faz między ciekłym aluminium a materiałem ceramicznym w postaci arkusza nie jest mokra.
Dlatego materiały R-SiC i Si3N4-SiC charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję w stopionym aluminium i krzemie, a różnice między nimi są niewielkie. Jednak koszt materiałów Si3N4-SiC jest stosunkowo niski i jest z powodzeniem stosowany od wielu lat.
Czas publikacji: 17-12-2018