El carburo de silicio y el nitruro de silicio presentan una baja mojabilidad con el metal fundido. Además de ser infiltrados por magnesio, níquel, aleaciones de cromo y acero inoxidable, no presentan mojabilidad con otros metales, por lo que poseen una excelente resistencia a la corrosión y se utilizan ampliamente en la industria de la electrólisis del aluminio.
En este artículo se investigó la resistencia a la corrosión del carburo de silicio recristalizado R-SiC y del carburo de silicio unido con nitruro de silicio Si3N4-SiC en fundidos de aleación Al-Si en circulación caliente desde múltiples latitudes.
Según los datos experimentales de 9 ciclos térmicos de 1080 h en aleación de aluminio-silicio fundida a 495 °C ~ 620 °C, se obtuvieron los siguientes resultados de análisis.
Las muestras de R-SiC y Si3N4-SiC aumentaron con el tiempo de corrosión y la velocidad de corrosión disminuyó. La velocidad de corrosión se ajustó a la relación logarítmica de atenuación. (figura 1)
Mediante análisis del espectro energético, se determinó que las muestras de R-SiC y Si3N4-SiC no contienen aluminio-silicio; en el patrón de difracción de rayos X, se observa un pico correspondiente a aluminio-silicio, que corresponde a la aleación residual de aluminio-silicio presente en la superficie. (Figuras 2 a 5)
Mediante análisis SEM, a medida que aumenta el tiempo de corrosión, la estructura general de las muestras de R-SiC y Si3N4-SiC se vuelve más suelta, pero sin daños evidentes. (Figura 6 – Figura 7)
La tensión superficial σs/l>σs/g de la interfaz entre el aluminio líquido y la cerámica, el ángulo de humectación θ entre las interfaces es >90°, y la interfaz entre el aluminio líquido y el material cerámico en láminas no está mojada.
Por lo tanto, los materiales R-SiC y Si3N4-SiC presentan una excelente resistencia a la corrosión frente a la fusión de aluminio y silicio, con escasas diferencias entre sí. Sin embargo, el coste de los materiales Si3N4-SiC es relativamente bajo y se ha utilizado con éxito durante muchos años.
Hora de publicación: 17 de diciembre de 2018