Siliciumcarbid og siliciumnitrid har dårlig befugtningsevne med smeltet metal. Udover at være infiltreret af magnesium, nikkel, kromlegeringer og rustfrit stål, har de ingen befugtningsevne med andre metaller, så de har fremragende korrosionsbestandighed og er meget anvendte i aluminiumelektrolyseindustrien.
I denne artikel blev korrosionsbestandigheden af omkrystalliseret siliciumcarbid R-SiC og siliciumnitridbundet siliciumcarbid Si3N4-SiC i varmtcirkulerende Al-Si-legeringssmelter undersøgt fra flere breddegrader.
Ifølge eksperimentelle data fra 9 gange termisk cykling på 1080 timer i en smeltet aluminium-siliciumlegering ved 495 °C ~ 620 °C blev følgende analyseresultater opnået.
R-SiC- og Si3N4-SiC-prøverne steg med korrosionstiden, og korrosionshastigheden faldt. Korrosionshastigheden stemte overens med det logaritmiske dæmpningsforhold (figur 1).
Ved energispektrumanalyse har R-SiC- og Si3N4-SiC-prøverne i sig selv intet aluminium-silicium; i XRD-mønsteret er en vis mængde af aluminium-silicium-toppen den resterende aluminium-silicium-legering på overfladen. (Figur 2 – Figur 5)
Gennem SEM-analyse viser det sig, at den overordnede struktur af R-SiC- og Si3N4-SiC-prøverne er løs, men der er ingen tydelige skader, efterhånden som korrosionstiden stiger (Figur 6 – Figur 7).
Overfladespændingen σs/l > σs/g for grænsefladen mellem aluminiumvæsken og keramikken, befugtningsvinklen θ mellem grænsefladerne er >90°, og grænsefladen mellem aluminiumvæsken og det keramiske plademateriale er ikke våd.
Derfor er R-SiC- og Si3N4-SiC-materialerne fremragende i korrosionsbestandighed over for aluminium-silicium-smelte og har lille forskel. Prisen på Si3N4-SiC-materialerne er dog relativt lav og har været anvendt med succes i mange år.
Opslagstidspunkt: 17. dec. 2018