Cerâmica (Dec 2003)
Characterization of Si3N4-Al interface after corrosion tests Caracterização da interface Si3N4-Al após testes de corrosão
Abstract
Silicon nitride is a covalent ceramic material of high corrosion resistance and mechanical stability at elevated temperatures. Due to these properties, its use in metallurgical processes, such as the casting of alloys, is increasing. Therefore, the characterization of the interface between Si3N4 and the casted metal is of great importance to investigate possible interactions, which might deteriorate the ceramic mould or contaminate the metal. In this work, the use of Si3N4 as crucible material for Al-casting has been studied, by investigating the corrosion attack of liquid Al at a temperature of 1150 ºC during 30 days in air. The interface was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. It has been found that due to superficial oxidation two oxide layers form - SiO2 on Si3N4 and Al2O3 on Al - which effectively hinder further reactions under the conditions studied, confering high corrosion resistance to the Si3N4 crucible.Nitreto de silício (Si3N4) é um material cerâmico covalente de elevada resistência à corrosão e estabilidade mecânica em temperaturas elevadas. Devido a essas propriedades, sua utilização em processos metalúrgicos, tais como em fundição de ligas metálicas, é crescente. Desta forma, a caracterização da interface entre Si3N4 e metais fundidos é de grande interesse para investigar possíveis interações as quais poderão deteriorar o material cerâmico e/ou contaminar o metal. Nesse trabalho o uso de Si3N4 como material base de cadinhos para fundição de alumínio foi estudado, pela investigação do ataque corrosivo de Al líquido a 1150 ºC durante 30 dias, ao ar. A interface foi caracterizada por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. É encontrado que devido à oxidação superficial dois óxidos se formam - SiO2 no Si3N4 e Al2O3 no Al - os quais evitam possíveis reações sob as condições estudadas, conferindo alta resistência à corrosão aos cadinhos de Si3N4.
Keywords
