Silicijev karbid in silicijev nitrid se slabo omočita s staljeno kovino. Poleg tega, da sta infiltrirana z magnezijem, nikljem, kromovimi zlitinami in nerjavnim jeklom, se ne omočita z drugimi kovinami, zato imata odlično odpornost proti koroziji in se pogosto uporabljata v industriji elektrolize aluminija.
V tem članku je bila raziskana korozijska odpornost rekristaliziranega silicijevega karbida R-SiC in silicijevega nitridno vezanega silicijevega karbida Si3N4-SiC v vroče cirkulirajočih talinah zlitine Al-Si z več zemljepisnimi širinami.
Glede na eksperimentalne podatke 9-kratnega termičnega cikliranja 1080 ur v talini aluminija in silicija pri 495 °C ~ 620 °C so bili pridobljeni naslednji rezultati analize.
Vzorca R-SiC in Si3N4-SiC sta se s časom korozije povečevala, hitrost korozije pa se je zmanjševala. Hitrost korozije je bila skladna z logaritemskim razmerjem slabljenja. (slika 1)
Z analizo energijskega spektra vzorca R-SiC in Si3N4-SiC sama po sebi ne vsebujeta aluminija in silicija; v rentgenskem difraktogramu je določena količina aluminija in silicijevih vrhov površinski ostanek aluminija in silicija. (Slika 2 – Slika 5)
Z analizo SEM se je pokazalo, da je celotna struktura vzorcev R-SiC in Si3N4-SiC z naraščajočim časom korozije rahla, vendar brez očitnih poškodb. (Slika 6 – Slika 7)
Površinska napetost vmesnika med aluminijevo tekočino in keramiko je σs/l > σs/g, kot omočenja θ med vmesnikoma je > 90°, vmesnik med aluminijevo tekočino in ploščatim keramičnim materialom pa ni moker.
Zato sta materiala R-SiC in Si3N4-SiC odlična v korozijski odpornosti proti talini aluminija in silicija ter se med njima le malo razlikujeta. Vendar pa so stroški materialov Si3N4-SiC relativno nizki in se uspešno uporabljajo že vrsto let.
Čas objave: 17. dec. 2018