5217957750

160

Powstały krzem może reagować z ciekłym glinem:

150 -

140 H

o

o. 130-

0

±3 120-

1

110 -

“1.5

=2,5

100-*—

i

1060

1060

1100 1120 temperatura, *C

1140

1160

Rys. 1. Kąt zwilżania tworzyw sialonowych przez stopione złoto w zależności od temperatury

Si + xAl = {Si - Al_x}.    (4)

W literaturze brakuje danych odnośnie do korozji tworzyw sialonowych przez stopniony glin.

Badania korozji reakcyjnie wiązanych tworzyw sialonowych przeprowadzono w tyglach o składzie jak w tabeli 3, w grafitowym piecu próżniowym w atmosferze argonu w temperaturze 1 100°C, przez czas 100 h. Do badań stosowano pocięty drut aluminiowy. Po określonym czasie badań stwierdzono:

■    obecność międzywarstwy reakcyjnej o grubości ok. 20 pm, szczególnie w czystym azotku krzemu i sialo-nach o niskim stopniu podstawienia, a zawierającej głównie niezwiązany Si, niewielkie ilości (3 i a-sialonu, stop Al-Si oraz a-Al₂0₃,

■    brak reakcji glinu z tworzywem sialonowym przy stopniu podstawienia 1,5 i 2,5,

■    stopienie glinu z utworzeniem po zastygnięciu jednolitej, łatwej do usunięcia bryły,

■    obecność bardzo małych ilości proszku o składzie fazowym: Al, A1₂0₃, A1₄C₃, a-Al₂OC.

Rys. 2. Kąt zwilżania tworzyw sialonowych przez stopione srebro w zależności od temperatury

Badania korozji tworzyw sialonowych przez stopiony glin

Ciekły glin wg Manroloffa [4] nie zwilża spiekanego reakcyjnie wiązanego lub nanoszonego chemicznie azotku krzemu. W badaniach korozji reakcyjnie wiązanego azotku krzemu o porowatości 18,6-23,2% przez stopiony glin w temperaturze 750°C i przy krótkim czasie nie stwierdzono znacznej korozji [5], Ceramika ta w temperaturze 1 000°C jest niemal całkowicie penetrowana przez metal i kompletnie przereagowana do A1N [5], Korozja azotku krzemu jest wynikiem zachodzenia reakcji azotku z metalicznym glinem z utworzeniem A1N i wolnego krzemu:

Si₃N₄ + 4A1 = 4A1N + 3Si,    (1)

Si₃N₄ + 2A1 = 2 A IN +3Si + N₂,    (2)

lub przy niskich ciśnieniach azotu dysocjacją azotku:

Si₃N₄ = 2H₂T + 3Si.    (3)

Tab. 4. Własności tworzyw sialonowych po badaniach

korozj i	przez glin
Sialon stopień podsta wienia	Porowatość otwarta, %		Gęstość, g/cm^3		Skład fazowy: 1)    warstwy reakcyjnej 2)    tygla
	przed bad.	Po bad.	przed bad.	po bad.
0	13,6	13,4	2,63	2,67	1)    Si, A1N, Al-Si, a-Si3N4 2)    a-ShNa. Al-Si
0,5	17,7	17,9	2,49	2,51	1)    SŁ A1N, Al-Si, m. a' i p'-sialonu 2)    i a'-sialon, śl. Al-Si
0,7	21,2	20,7	2,43	2,44	1)    A1N, Si, Al-Si, śl. a'i p '-sialonu 2)    p'-sialon, śl. a', śl. Al-Si
1,5	19	19	2,46	2,48	2) p'-sialon. śl. Al-Si. śl. a-AhCb
2,5	18,6	18,7	2,51	2,53	2) B -sialon. a-Al?Ch. śl. Al-Si

W tabeli 4 podano własności tygli przed i po badaniach korozji przez stopiony glin, analizę fazową warstwy reakcyjnej w wypadku tygli o jc=0-0,7 oraz skład fazowy dna tygla.

Obecność metalicznego krzemu (analiza rentgenogra-ficzna) oraz A1N wskazują na zachodzenie reakcji między azotkiem i sialonami o niższym stopniu podstawienia a metalicznym glinem.' Najwyższą odporność wykazał sialon o stopniu podstawienia 1,5. Na podstawie analizy rentgenograficznej, w każdym wypadku stwierdzono obecność stopu Al-Si w całej objętości dna tygla, najmniejszą ilością tej fazy charakteryzował się tygiel

Ceramika - Materiały Ogniotrwałe nr 1/98