O carboneto de silício e o nitreto de silício apresentam baixa molhabilidade com metal fundido. Além de serem infiltrados por magnésio, níquel, ligas de cromo e aço inoxidável, não apresentam molhabilidade por outros metais, o que lhes confere excelente resistência à corrosão e os torna amplamente utilizados na indústria de eletrólise do alumínio.
Neste artigo, investigou-se a resistência à corrosão do carbeto de silício recristalizado (R-SiC) e do carbeto de silício ligado com nitreto de silício (Si3N4-SiC) em ligas Al-Si fundidas com circulação a quente, em múltiplas latitudes.
De acordo com os dados experimentais de 9 ciclos térmicos de 1080 horas em liga de alumínio-silício fundida a 495 °C ~ 620 °C, os seguintes resultados de análise foram obtidos.
As amostras de R-SiC e Si3N4-SiC apresentaram aumento com o tempo de corrosão, enquanto a taxa de corrosão diminuiu. A taxa de corrosão seguiu uma relação logarítmica de atenuação (Figura 1).
Por meio da análise do espectro de energia, as amostras de R-SiC e Si3N4-SiC não apresentam alumínio-silício; no padrão de difração de raios X, um certo número de picos de alumínio-silício corresponde à liga residual de alumínio-silício na superfície. (Figura 2 – Figura 5)
Por meio da análise SEM, observou-se que, com o aumento do tempo de corrosão, a estrutura geral das amostras de R-SiC e Si3N4-SiC torna-se mais frouxa, porém sem danos evidentes. (Figura 6 – Figura 7)
A tensão superficial σs/l>σs/g da interface entre o alumínio líquido e a cerâmica, o ângulo de molhamento θ entre as interfaces é >90° e a interface entre o alumínio líquido e o material cerâmico em forma de lâmina não está molhada.
Portanto, os materiais R-SiC e Si3N4-SiC apresentam excelente resistência à corrosão por fusão de alumínio e silício, com pouca diferença entre eles. No entanto, o custo dos materiais Si3N4-SiC é relativamente baixo e eles têm sido aplicados com sucesso há muitos anos.
Data de publicação: 17/12/2018