Карбід кремнію та нітрид кремнію погано змочуються розплавленим металом. Окрім проникнення магнію, нікелю, хромових сплавів та нержавіючої сталі, вони не змочуються іншими металами, тому мають чудову корозійну стійкість і широко використовуються в електролізній промисловості алюмінію.
У цій роботі досліджено корозійну стійкість рекристалізованого карбіду кремнію R-SiC та карбіду кремнію Si3N4-SiC, пов'язаного з нітридом кремнію, у гаряче циркулюючих розплавах сплаву Al-Si з різних широт.
Згідно з експериментальними даними 9-разового термоциклування протягом 1080 годин у розплаві алюмінієво-кремнієвого сплаву за температури 495 °C ~ 620 °C, були отримані наступні результати аналізу.
З часом корозії зразків R-SiC та Si3N4-SiC збільшувалася щільність корозії, а швидкість корозії зменшувалася. Швидкість корозії відповідала логарифмічному співвідношенню згасання (рис. 1).
Згідно з аналізом енергетичного спектру, самі зразки R-SiC та Si3N4-SiC не містять алюмінієво-кремнієвого сплаву; на рентгенограмі певна кількість алюмінієво-кремнієвого піку є поверхневим залишковим алюмінієво-кремнієвим сплавом. (Рисунок 2 – Рисунок 5)
Згідно з SEM-аналізом, зі збільшенням часу корозії загальна структура зразків R-SiC та Si3N4-SiC є пухкою, але без очевидних пошкоджень (Рис. 6 – Рис. 7).
Поверхневий натяг σs/l>σs/g на межі розділу між алюмінієвою рідиною та керамікою, кут змочування θ між межами розділу >90°, а межа розділу між алюмінієвою рідиною та листовим керамічним матеріалом не є вологою.
Таким чином, матеріали R-SiC та Si3N4-SiC мають чудову корозійну стійкість до розплаву алюмінію та кремнію та мають незначну різницю. Однак вартість матеріалів Si3N4-SiC є відносно низькою та успішно застосовуються протягом багатьох років.
Час публікації: 17 грудня 2018 р.