Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Effect of Liquid Aluminium on the Corrosion of Carbonaceous Materials

Pietrzyk S., Palimąka P., Gębarowski W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

545--550

EN

During different aluminum smelting processes occur direct contact of liquid metal and carbon materials, which are the main constituent for the lining of the cells, furnaces, crucibles and ladles, etc. As a result, processes of aluminium carbide formation at the interfacial area and its subsequent dissolution occurs. Those are recognized as one of the most important mechanisms causing surface wear and decrease lifetime of the equipment, especially in aluminium electrolysis. Present work is aimed at deeper study of the initial steps of Al4C3 formation at the aluminium/ carbon interface. Three types of carbonaceous materials: amorphous, semigraphitic and graphitized, in the presence and absence of cryolite melts, were examined. As it is very difficult to study layer of Al4C3 in situ, two indirect experimental techniques were used to investigate aluminium carbide formation: measurements of the potential and the electrical resistance. It was concluded that the process of early formation of aluminium carbide depends on many processes associated with the presence of electrolyte (intercalation, penetration and dissolution) as well as the structure of carbon materials - especially the presence of the disordered phase.

PL

Podczas wielu procesów wytapiania aluminium występują bezpośrednie kontakty ciekłego metalu i materiałów węglowych stanowiących wyłożenia wanien, pieców, tygli i kadzi itp. W rezultacie zachodzą procesy tworzenia węglika glinu na powierzchni między fazowej a następnie jego roztwarzania, które są uznawane jest za jeden z najważniejszych mechanizmów powodujących zużycie powierzchni i obniżenia żywotności urządzeń, zwłaszcza w procesie elektrolizy aluminium. Niniejsza praca miała na celu bliższe poznanie początkowych etapów tworzenia Al4C3 na powierzchni granicznej aluminium/węgiel. Zbadano trzy rodzaje materiałów węglowych: amorficzne, semigrafitowe i grafitowe, w obecności oraz przy braku stopionego kriolitu. Ponieważ jest bardzo trudno zbadać warstwę Al4C3 bezpośrednio (in situ), zastosowano dwie pośrednie techniki eksperymentalne: pomiar potencjału i rezystancji elektryczjnej. Stwierdzono, iż proces powstawania węglika glinu będzie zależeć od wielu zjawisk związanych z obecnością elektrolitu (interkalacja, penetracja i rozpuszczanie), jak również od struktury materiału węglowego a zwłaszcza od obecności fazy nieuporządkowanej.

2

Rola węglika aluminium i kontrola jego ilości w wybranych materiałach metalowych

Fraś E., Kopyciński D., Janas A.

Krzepnięcie Metali i Stopów

|

2000

|

R. 2, nr 42

73--86

PL

W pracy omówiono problemy wynikające z pojawiania się w strukturze materiałów metalowych węglika glinu, niekorzystnie wpływającego na właściwości mechaniczne stopów i kompozytów. Przedstawiono podstawy teoretyczne syntezy Al4C3 i TiC w stopach Fe-Al-C oraz Al-T i-C a także w kompozytach o osnowie aluminiowej umacnianych węglikami. Przedstawiono oryginalną metodę dekompozycji węglika aluminium drogą reakcji wymiany w stopach Al-Ti-C oraz zaprezentowano wyniki transformacji żeliwa wysokoaluminiowego gatunku Piroferal (mało przydatnego w technice) w kompozyt in-situ, składający się z osnowy związku międzymetalicznego Fe-Al umocnionej węglikami tytanu.

3

Struktura połączenia ceramika-metal w wybranych kompozytach z osnową metalową.

Olszówka-Myalska A.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 3-4

144-149

PL

Analizowano strukturę połączenia ceramika-metal w pięciu wybranych kompozytach: włókno węglowe-stop AK11, cząstki Al2O3-stop AlMg, cząstki SiC-stop Mg, cząstki SiC-stop CuTi oraz cząstki SiC-stop AlMg. Preparaty stanowiły zarówno zgłady jak i przełomy, które badano głównie metodami SEM. W połączeniu włókno węglowe-stop Al uzyskanym metodą infiltracji wystąpiła strefa zawierająca Al4C3. Pokrycie włókien warstwą TiC (metoda CVD) obniżyło temperaturę zwilżania ale nie gwarantowało stabilności chemicznej połączenia. Pokrycie włókien warstwą TiN nie obniżyło temperatury zwilżania, ale warstwa była stabilna. Połączenie Al2O3-AlMg uległo degradacji pod wpływem długotrwałego wygrzewania (do 1500 h) zarówno w temperaturze 580, jak i 400 stopni Celsjusza. Na granicy cząstka-osnowa powstała regularna strefa produktów oddziaływania pomiędzy komponentami, której rozwój uzależniony był od temperatury i czasu wygrzewania. W kompozycie cząstki SiC-stop Mg cząstki zostały bardzo dobrze zwilżone, a na przełomach obserwowano m.in. połączenie schodkowe i mostkowe. W osnowie w bezpośrednim sąsiedztwie cząstek stwierdzono lokalnie obszary wzbogacone w aluminium. W połączeniu SiC-CuTi po odlaniu była obecna strefa oddziaływania pomiędzy komponentami grubości ok. 10 mikrometrów, co było przyczyną niekorzystnych właściwości abrazyjnych kompozytu. W kompozycie SiC-AlMg pod wpływem długotrwałego wygrzewania w temperaturze 400 i 580 stopni Celsjusza na granicy cząstka-osnowa powstała nieregularna strefa. Strefa ta była mieszaniną stopu osnowy, węglika krzemu krzemu i węglika aluminium. Stwierdzono, że połączenie dyfuzyjne, które daje możliwość osiągnięcia przez kompozyt dobrych własności, ma pewne ograniczenia. Jedno wynika z własności mechanicznych strefy dyfuzyjnej, która zawiera fazy kruche i po przekroczeniu grubości krytycznej w niej inicjowane są procesy niszczenia mechanicznego kompozytu. Drugie związane jest z odpornością chemiczną faz powstałych w połączeniu dyfuzyjnym. Obecność np. hydrofilowego węglika aluminium sprzyja przedwczesnej korozji kompozytu.

EN

The ceramic-metal structure was analysed in selected five composites: carbon fibre-AK11 alloy, Al2O3 particles-AlMg alloy, SiC particles-Mg alloy, SiC particles-CuTi alloy and SiC particles-AlMg alloy. Both polished sections and fractures were the specimens which were mainly examined by the SEM methods. In the carbon fibre-Al alloy obtained by the infiltration method there was a zone containing Al4C3. Covering the fibres with a TiC coating (the CVD method) decreased the wetting temperature, but did not guarantee chemical stability of the bond. Covering fibres with a TiN coating did not lower the wetting temperature but the coating was stable. The Al2O3-AlMg bond underwent degradation under the influence of the long-time annealing (to 1500 h) both at 580 and 400 degrees centigrade A regular zone of the interaction of products between the components was created on the particle-matrix boundary and its growth depended on temperature and annealing time. In the SiC particles-Mg alloy composite the particles were well wetted and stepped and bridge-like bonds were, among other things, observed on the fractures. in the matrix in the direct neighbourhood of particles local areas enriched in aluminium were found. In the SiC-CuTi bond after casting the interaction zone between components of about 10 micrometers thickness was present, which was a reason for disadvantageous abrasive properties of a composite. In the SiC-AlMg composite under the influence of long time annealing at 400 and 580 degrees centigrade an irregular zone was formed on the particle-matrix boundary. That zone was a mixture of the matrix alloy, silicon carbide, silicon and aluminium carbide. It has been found that the diffusion bound which gives possibility of reaching good properties by a composite, has some limitations. One of them results from the mechanical properties of the diffusion zone which contains brittle phases and after exceeding critical thickness mechanical damage processes of a composite are initiated in it. The second one is connected with chemical resistance of phases formed in the diffusion bond. Presence of the hydrophylic aluminium carbide favours premature composite corrosion.