Węglik krzemu i azotek krzemu mają słabą zwilżalność roztopionym metalem. Oprócz tego, że są infiltrowane przez magnez, nikiel, stop chromu i stal nierdzewną, nie mają zwilżalności w stosunku do innych metali, dzięki czemu mają doskonałą odporność na korozję i są szeroko stosowane w przemyśle elektrolizy aluminium.
W artykule zbadano odporność na korozję rekrystalizowanego węglika krzemu R-SiC i węglika krzemu związanego azotkiem krzemu Si3N4-SiC w krążących na gorąco stopionych stopach Al-Si pod różnymi szerokościami geograficznymi.
Zgodnie z danymi doświadczalnymi 9-krotnych cykli termicznych trwających 1080 godzin w temperaturze 495°C ~ 620°C stopu aluminium-krzem, otrzymano następujące wyniki analizy.
Zawartość próbek R-SiC i Si3N4-SiC zwiększała się wraz z czasem korozji, a szybkość korozji malała. Szybkość korozji zgodna z logarytmiczną zależnością tłumienia. (rysunek 1)
Analiza widma energii wykazała, że próbki R-SiC i Si3N4-SiC nie zawierają glinu i krzemu; na wzorze XRD pewna ilość piku aluminiowo-krzemowego jest powierzchniowo resztkowym stopem aluminiowo-krzemowym. (Rysunek 2 – Rysunek 5)
Analiza SEM wykazała, że wraz ze wzrostem czasu korozji ogólna struktura próbek R-SiC i Si3N4-SiC jest luźna, ale nie widać widocznych uszkodzeń. (Rysunek 6 – Rysunek 7)
Napięcie powierzchniowe σs/l>σs/g granicy faz pomiędzy cieczą aluminiową a materiałem ceramicznym, kąt zwilżania θ pomiędzy granicami faz wynosi > 90°, a granica pomiędzy cieczą aluminiową a materiałem ceramicznym w formie arkusza nie jest mokra.
Dlatego materiały R-SiC i Si3N4-SiC mają doskonałą odporność na korozję w stosunku do stopionego aluminium i krzemu i różnią się nieznacznie. Jednakże koszt materiałów Si3N4-SiC jest stosunkowo niski i są one z powodzeniem stosowane od wielu lat.
Czas publikacji: 17 grudnia 2018 r