DD152145A5 - Verfahren zum korrosionsschutz der erzeugnisse aus siliziumkarbid - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrosionsschutz von in einer Oxydationsatmosphaere arbeitenden Erzeugnissen aus Siliziumkarbid. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz die Bildung des Kohlenstoffmonoxides in den Poren der Erzeugnisse durch Absicherung der Auszenflaechen der Erzeugnisse mittels voellig dichter Schutzueberzuege verhindert wird. Der Schutz kann durch einen aus Siliziumkarbid ausgefuehrten, aus der Gasphase auf die Auszenflaechen der Erzeugnisse aufgetragenen Schutzueberzug gebildet werden. Schutzueberzuege koennen aus Steatit, Porzellan, aus keramischen geschmolzenen Stoffen oder aus Metallen, insbesondere legierten Staehlen, ausgefuehrt werden. Die Schutzueberzuege koennen auch durch verschmolzene Stoffe, vorzugsweise durch Metalle, Salze und Glaeser sowie durch die mit Dichtungsstoffen getraenkte Oberflaechenschichten des Erzeugnisses gebildet werden. Das Verfahren besteht darin, dasz eine Verminderung der Konzentration des Kohlenstoffoxides in den Poren des Erzeugnisses durch Erhoehung der offenen Porigkeit der Erzeugnisse bis ueber 40 % vermindert wird, die eine freie Durchdringung des Sauerstoffes oder der Luft in die Poren der Erzeugnisse ermoeglicht.
Description
222 70 1 M_ Berlin, den 17.9.1980
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Verfahren zum Korrosionsschutz der Erzeugnisse aus Siliziumkarbid
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrosionsschutz der in einer Oxydationsatmosphäre arbeitenden Erzeugnisse aus Siliziumkarbid,
Bisher bekannte Verfahren zum Korrosionsschutz der bei hohen Temperaturen und in einer Oxydationsatmosphäre arbeitenden Erzeugnisse aus Siliziumkarbid bestehen darin, daß die Außenflächen des Erzeugnisses, wie in dem Prospekt der Firma Morganite International Limited, für Heizkörper aus dem Siliziumkarbid Typ "Crusite" mit Glasuren des Types D oder L überzogen werden, welche das Silziumkarbid vor Oxydation schützen.
Hingegen besteht eine durch die DE-PS 2 533 895 geschützte Lösung darin, daß die Erzeugnisse mit einem vorzugsweise das Molybdändisilizid in Verbindung mit Silizium enthaltenden feuerbeständigen stoff imprägniert werden, wodurch die Porigkeit des Erzeugnisses von ca* 30 % auf ca. 5 % abgesenkt und die Korrosionsbeständigkeit des Erzeugnisses erhöht wird.
Ein Nachteil der bisherigen Verfahren zum Korrosionsschutz der Erzeugnisse aus Siliziumkarbid bei Arbeitsbedingungen in einer Oxydationsatmosphäre besteht in manchen Fällen in
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der Beschleunigung der Korrosion dieser Erzeugnisse·
Der Verlauf der Korrosion der in einer Oxydationsatmosphäre und bei begrenzter Durchdringung des Sauerstoffes in die Poren der Erzeugnisse arbeitenden Erzeugnisse aus Siliziumkarbid, d* h» bei solchem Aufbau der Erzeugnisse, daß ein Teil der Gesamtaußenfläche des Erzeugnisses vom Sauerstoffoder Luftzugang abisoliert ist, wie z, Be Schmelztiegel, dessen Inneres mit Metall gefüllt und die Außenfläche erwärmt wird, ein Schutz eines Thermoelementes, das im Metall eingetaucht ist, eine Rektivikationssäule für das Zink des New-Jersey-Systems, wird nachstehend dargestellt. Bei begrenzter Durchdringung des Sauerstoffes in die Poren der Erzeugnisse entsteht in diesen Poren infolge der Sauerstoff einwirkung auf die stets in den Erzeugnissen aus Siliziumkarbid enthaltenen ^purenmengen von Kohlenstoff das Kohlenstoffoxid, das eine starke Reduktionsatmosphäxe bildet.
Die Einwirkung des Kohlenstoffoxides auf das Siliziumkarbid verläuft u. a. nach der nachstehend angegebenen Reaktion:
SiC + CO i=^ SiO + 2C
Infolge weiterer Reaktionen entstehen aus dem gasförmigen Siliziummonoxid das Siliziumdioxid und das Silizium, und ein Teil des Siiiziummonoxides geht in eine feste Form mit bräunlicher Verfärbung über.
Das Gemisch dieser Verbindungen verbleibt teilweise in den Poren der Erzeugnisse, und .der restliche :j-"eil wird auf den
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Außenflächen der Erzeugnisse abgeschieden.
Freier Kohlenstoff reagiert hingegen mit dem Sauerstoff, wobei das Kohlenstoffoxid entsteht. Die Korrosion der Erzeugnisse aus Siliziumkarbid nach dem obigen Schema verläuft bereits von der durchschnittlichen Temperatur des Erzeugnisses über 550 0C Die Iferlaufgeschwindigkeit der Korrosion hängt hauptsächlich von der Aufbauweise der Erzeugnisse wie auch von deren durchschnittlicher 'i'emperatur ab.
Ziel der Erfindung ist es, die Hachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
des νesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Korrosionsschutz der Erzeugnisse aus Siliziumkarbid zur Verfügung zu stellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Bildung des Kohlenstoffoxides in den Poren des Erzeugnisses durch den Schutz der der Sauerstoff- oder Lufteinwirkung ausgesetzten Außenflächen der Erzeugnisse mittels vollkommen dichter Schutzüberzüge verhindert wird»
Der Schutz kann durch einen Schutzüberzug gebildet werden, der durch Auftragen des ^iliziumkarbides aus der Gasphase auf die Außenflächen des Erzeugnisses ausgeführt wird. Die Schutzüberzüge können aus Steatit, Porzellan, verschmolzenen
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keramischen Stoffen oder aus Metallen, insbesondere aus legierten Stählen, ausgeführt v/erden. Der Schutz kann auch durch verschmolzene Stoffe, vorzugsweise Metalle, Salze und Gläser gebildet werden»
Der Schutz kann auch durch mit Dichtungsstoffen getränkte Oberflächenschichten des Erzeugnisses gebildet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht auch darin, daß Erzeugnisse aus Siliciumcarbid von verminderter Dichte unter 2 000 kg/nr angewandt werden, wodurch eine freie Durchdringung von Luft oder Sauerstoff in die. Poren des Erzeugnisses und somit die Verdünnung der sich bildenden Kohlenstoffmonoxidatmosphäre ermöglicht wird. In der unmittelbaren Nähe der Außenfläche der Erzeugnisse wird eine Schutzatmosphäre gebildet.
Vorteile der Erfindung bestehen u.a. in der Erweiterung des Umfangs des industriellen Einsatzes der Erzeugnisse aus Siliziumkarbid, beispielsweise zur Seitenauskleidung der Elektrolysezellen zur Herstellung des Aluminiums, für Abstichbolzen der Schmelz- und Absetzöfen sowie die.Erhöhung
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der Lebensdauer dieser Erzeugnisse, insbesondere bei einem Einsatz wie Tiegel für die Schmelzöfen, Rektifikationssäulenböden des Types New Jersey, für Thermoelemente und Form-· stücke für Gasbrenner.
Das erfindungsgemäße ^erfahren wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Einsatzbeispiele näher erläutert, wobei die einzelnen Figuren zeigen:
Fig. 1: das Verfahren zum Korrosionsschutz eines Tiegels aus Siliziumkarbid in einem elektrischen Tiegelofen zum Aluminiumschmelzen;
Fig. 2; das Verfahren zum Korrosionsschutz eines Heizkörpers aus Siliziumkarbid in einem elektrischen Widerstandsofen zum Zinkschmelzen mit direkter Beheizung des Zinkbades.
.Das in ig. 1 dargestellte ^ingatzbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft einen elektrischen Tiegelofen zum Aluminiumschmelzen, welcher aus einem Gehäuse 1, einem Deckel 2, einem Tiegel 3, Metallheizkörpern 4, Gaszuführung 5 der Aluminiumschmelze 6 und der Heizkammer 7 zusammengesetzt ist, in welchem der Tiegel 3 aus Siliziumkarbid durch Zuführung mittels der Gaszuführung 5 in die Heizkammer 7 des reinen Stickstoffes korrosionsgeschützt wird, welcher Stickstoff eine Schutzatmosphöre für das Siliziumkarbid bildet, aus welchem der Tiegel 5 ausgeführt ist.
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Der in ^ig. 2 dargestellte -^insatzbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft einen Heizkörper, der in elektrischen Widerstandsöfen zum Zinkschmelzen mit direkter •beheizung des Zinkbades, bestehend aus einem keramischen Belastungsgewicht 8, einem Porzellanring 9, einem Tiegel aus Siliziumkarbid, aus stromzuführungen 11 und 12, aus dem .Kontaktmetali 13 und dem Zinkbad 14» angewandt wird, in dem der Tiegel 10 durch den Einsatz eines Porzellanringes 9 korrosionsgeschützt wird, der einen dichten ^chutz der aus dem Zinkbad 14 hinausragenden Berandungen des' Tiegels darstellt, weil die unteren Kanten des Porzellanringes 9 in dem Kontaktmetall 13 und dem Zinkbad 14 eingetaucht sind*
Claims (8)
1. Verfahren zum Korrisionsschutz der in einer Oxydationsatmosphäre arbeitenden Erzeugnisse aus Siliziumkarbid, , gekennzeichnet" dadurch, daß die Bildung des Kohlenstoffmonoxides in den Poren des Erzeugnisses durch den Schutz der Außenflächen des Erzeugnisses mittels völlig dichter Schutzüberzüge verhindert wird.
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den Kohlenstoffmonoxidatmosphare ermöglicht wird.
\ 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schujtz durch einen aus Siliziumkarbid ausgeführten, aus der Gasphase auf die Außenflächen des Erzeugnisses aufgetragenen Überzug gebildet ist.
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Erfindungsanspruch · "
3* Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schutzüberzüge aus keramischen Stoffen mit einer Porigkeit von unter 0,1 % ausgeführt sind.
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schutz aus Metallen, insbesondere aus legierten Stählen, ausgeführt ist.
5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schutz durch einen verschmolzenen Stoff gebildet ist.
6. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schutz durch mit Dichtungsstoffen getränkte Oberflächenschichten des Erzeugnisses gebildet ist»
7- Verfahren nach Punkt Ί s gekennzeichnet dadurch, daß Erzeugnisse aus Siliziumkarbid von verminderter Dichte unter 2 000 kg/m angewandt werden, wodurch eine freie Durchdringung von Luft oder Sauerstoff in die Poren des Erzeugnisses und somit die Verdünnung der sich bilden—
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8. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der unmittelbaren Nähe der Außenfläche der Erzeugnisse eine Schutzatmosphäre gebildet wird.
Hierzu 1 Seite Zeichnungen
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| DD (1) | DD152145A5 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19514079A1 (de) * | 1995-04-13 | 1996-10-17 | Siemens Ag | Verfahren zum Passivieren einer Siliciumcarbid-Oberfläche gegenüber Sauerstoff |
-
1980
- 1980-07-17 DD DD22270180A patent/DD152145A5/de unknown
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