एल्युमीनियम-सिलिकॉन मिश्र धातु के पिघले हुए भाग में R-SiC और Si3N4-SiC की संक्षारण प्रतिरोधकता

सिलिकॉन कार्बाइड और सिलिकॉन नाइट्राइड पिघली हुई धातु के साथ कम तन्यता रखते हैं। मैग्नीशियम, निकेल, क्रोमियम मिश्र धातु और स्टेनलेस स्टील द्वारा अंतर्भेदित होने के अलावा, वे अन्य धातुओं के साथ तन्यता नहीं रखते हैं, इसलिए उनमें उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है और एल्यूमीनियम विद्युत अपघटन उद्योग में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इस शोधपत्र में, गर्म-परिसंचारी एल-एसआई मिश्रधातु पिघल में पुन: क्रिस्टलीकृत सिलिकॉन कार्बाइड आर-एसआईसी और सिलिकॉन नाइट्राइड बंधित सिलिकॉन कार्बाइड Si3N4-SiC के संक्षारण प्रतिरोध का विभिन्न अक्षांशों से अध्ययन किया गया।

495 डिग्री सेल्सियस से 620 डिग्री सेल्सियस तापमान पर एल्युमीनियम-सिलिकॉन मिश्र धातु के पिघले हुए मिश्रण में 1080 घंटे के 9 बार के तापीय चक्रण के प्रायोगिक आंकड़ों के अनुसार, निम्नलिखित विश्लेषण परिणाम प्राप्त हुए।

R-SiC और Si3N4-SiC नमूनों में संक्षारण समय के साथ वृद्धि हुई और संक्षारण दर में कमी आई। संक्षारण दर, क्षीणन के लघुगणकीय संबंध के अनुरूप थी। (चित्र 1)

ऊर्जा स्पेक्ट्रम विश्लेषण से पता चलता है कि R-SiC और Si3N4-SiC नमूनों में स्वयं कोई एल्युमीनियम-सिलिकॉन नहीं है; XRD पैटर्न में, एल्युमीनियम-सिलिकॉन शिखर की एक निश्चित मात्रा सतह पर अवशिष्ट एल्युमीनियम-सिलिकॉन मिश्रधातु को दर्शाती है। (चित्र 2 – चित्र 5)

एसईएम विश्लेषण के माध्यम से, संक्षारण समय बढ़ने के साथ, आर-एसआईसी और Si3N4-एसआईसी नमूनों की समग्र संरचना ढीली हो जाती है, लेकिन कोई स्पष्ट क्षति नहीं दिखाई देती है। (चित्र 6 - चित्र 7)

एल्युमीनियम तरल और सिरेमिक के बीच इंटरफ़ेस का पृष्ठ तनाव σs/l>σs/g है, इंटरफ़ेस के बीच गीलापन कोण θ >90° है, और एल्युमीनियम तरल और शीट सिरेमिक सामग्री के बीच का इंटरफ़ेस गीला नहीं है।

इसलिए, R-SiC और Si3N4-SiC सामग्री एल्यूमीनियम सिलिकॉन पिघल के प्रति उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती हैं और इनमें बहुत कम अंतर है। हालांकि, Si3N4-SiC सामग्री की लागत अपेक्षाकृत कम है और इसका उपयोग कई वर्षों से सफलतापूर्वक किया जा रहा है।