Węglik krzemu i azotek krzemu mają słabą zwilżalność stopionym metalem. Oprócz infiltracji magnezem, niklem, stopem chromu i stalą nierdzewną, nie mają zwilżalności innymi metalami, więc mają doskonałą odporność na korozję i są szeroko stosowane w przemyśle elektrolizy aluminium.
W artykule tym zbadano odporność korozyjną rekrystalizowanego węglika krzemu R-SiC oraz węglika krzemu Si3N4-SiC związanego azotkiem krzemu w gorących stopach stopu Al-Si krążących w różnych szerokościach geograficznych.
Na podstawie danych eksperymentalnych z 9-krotnego cyklu termicznego 1080h w temperaturze 495°C ~ 620°C stopu aluminium i krzemu uzyskano następujące wyniki analizy.
Próbki R-SiC i Si3N4-SiC zwiększały się wraz z czasem korozji, a szybkość korozji malała. Szybkość korozji była zgodna z logarytmiczną zależnością tłumienia. (rysunek 1)
Analiza widma energetycznego wykazała, że próbki R-SiC i Si3N4-SiC nie zawierają żadnych związków aluminium i krzemu; w obrazie XRD pewna ilość piku aluminium i krzemu stanowi powierzchnię resztkową stopu aluminium i krzemu. (Rysunek 2 – Rysunek 5)
Analiza SEM wykazała, że wraz ze wzrostem czasu korozji ogólna struktura próbek R-SiC i Si3N4-SiC staje się luźna, ale nie wykazuje widocznych uszkodzeń. (Rysunek 6 – Rysunek 7)
Napięcie powierzchniowe σs/l>σs/g międzyfazowej warstwy ciekłego aluminium a warstwą ceramiczną, kąt zwilżania θ między fazami wynosi >90°, a międzyfazowa warstwa ciekłego aluminium a warstwą ceramiczną nie jest mokra.
Dlatego materiały R-SiC i Si3N4-SiC są doskonałe pod względem odporności na korozję w wyniku stopienia aluminium i krzemu i mają niewielkie różnice. Jednak koszt materiałów Si3N4-SiC jest stosunkowo niski i jest z powodzeniem stosowany od wielu lat.
Czas publikacji: 17-12-2018