Kiselkarbid och kiselnitrid har dålig vätbarhet med smält metall. Förutom att de infiltreras av magnesium, nickel, kromlegeringar och rostfritt stål, har de ingen vätbarhet med andra metaller, så de har utmärkt korrosionsbeständighet och används ofta inom aluminiumelektrolysindustrin.
I denna artikel undersöktes korrosionsbeständigheten hos omkristalliserad kiselkarbid R-SiC och kiselnitridbunden kiselkarbid Si3N4-SiC i varmcirkulerande Al-Si-legeringssmältor från flera breddgrader.
Enligt experimentella data från 9 gångers termisk cykling under 1080 timmar i en smält aluminium-kisellegering vid 495 °C ~ 620 °C erhölls följande analysresultat.
R-SiC- och Si3N4-SiC-proverna ökade med korrosionstiden och korrosionshastigheten minskade. Korrosionshastigheten överensstämde med det logaritmiska förhållandet för dämpningen (figur 1).
Genom energispektrumanalys har R-SiC- och Si3N4-SiC-proverna själva ingen aluminium-kisel; i XRD-mönstret är en viss mängd aluminium-kisel-topp den ytliga återstående aluminium-kisel-legeringen. (Figur 2 – Figur 5)
Genom SEM-analys, allt eftersom korrosionstiden ökar, är den övergripande strukturen hos R-SiC- och Si3N4-SiC-proverna lös, men inga uppenbara skador. (Figur 6 – Figur 7)
Ytspänningen σs/l > σs/g för gränssnittet mellan aluminiumvätskan och keramiken, vätningsvinkeln θ mellan gränssnitten är >90°, och gränssnittet mellan aluminiumvätskan och det keramiska skivmaterialet är inte vått.
Därför har R-SiC- och Si3N4-SiC-materialen utmärkt korrosionsbeständighet mot smält aluminium och kisel och det finns liten skillnad. Kostnaden för Si3N4-SiC-material är dock relativt låg och har använts framgångsrikt i många år.
Publiceringstid: 17 december 2018