알루미늄-실리콘 합금 용융물 내 R-SiC 및 Si3N4-SiC의 내식성

탄화규소와 질화규소는 용융 금속과의 젖음성이 좋지 않습니다. 마그네슘, 니켈, 크롬합금, 스테인리스강에 침윤되어 있을 뿐만 아니라 다른 금속과의 젖음성이 없어 내식성이 우수하여 알루미늄 전해산업에 널리 사용됩니다.

본 논문에서는 열간 순환 Al-Si 합금 용융물 내 재결정화된 탄화규소 R-SiC 및 질화규소 결합 탄화규소 Si3N4-SiC의 내식성을 여러 위도에서 조사했습니다.

495°C ~ 620°C 알루미늄-실리콘 합금 용융물에서 1080h의 9회 열 사이클링 실험 데이터에 따르면 다음과 같은 분석 결과가 얻어졌습니다.

R-SiC 및 Si3N4-SiC 샘플은 부식 시간이 지남에 따라 증가하고 부식 속도는 감소했습니다. 감쇠의 대수 관계에 따른 부식 속도. (그림 1)

에너지 스펙트럼 분석에 따르면 R-SiC 및 Si3N4-SiC 샘플 자체에는 알루미늄-실리콘이 없습니다. XRD 패턴에서 특정 양의 알루미늄-실리콘 피크는 표면 잔류 알루미늄-실리콘 합금입니다. (그림 2 – 그림 5)

SEM 분석을 통해 부식 시간이 증가함에 따라 R-SiC 및 Si3N4-SiC 샘플의 전체 구조가 느슨해졌지만 눈에 띄는 손상은 없었습니다. (그림 6 – 그림 7)

알루미늄 액체와 세라믹 사이의 계면의 표면 장력 σs/l>σs/g, 계면 사이의 습윤 각도 θ는 >90°이고, 알루미늄 액체와 시트 세라믹 재료 사이의 계면은 젖지 않습니다.

따라서 R-SiC와 Si3N4-SiC 소재는 알루미늄 실리콘 용융물에 대한 내식성이 우수하고 차이가 거의 없다. 그러나 Si3N4-SiC 재료의 가격은 상대적으로 낮으며 수년 동안 성공적으로 적용되었습니다.