L-erożjoni ta 'refrattarji tas-silikat tal-aluminju permezz ta' aluminju mdewweb, bħal fil-fran ta 'tidwib tal-aluminju u l-fran, ġeneralment tirriżulta fil-formazzjoni ta' depożiti ta 'ossidu tal-aluminju fuq ir-refrattarju. Il-grad ta 'erożjoni huwa miżjud fil-preżenza ta' alkali u f'atmosfera ta 'tnaqqis. Dan huwa relatat mal-konverżjoni ta 'briks ta' l-alumina f'aluminata tas-sodju, li żżid il-kinetika tal-formazzjoni f'atmosfera li tnaqqas, tippromwovi l-formazzjoni ta 'nitrurat tal-aluminju. Fil-fran tat-tidwib u l-fran li jżommu, l-alkali jistgħu jiġu mill-ħlas tal-metall.
Fil-fran tat-tidwib tal-aluminju u l-fran, refrattarji tas-silikat tal-aluminju jidħlu f'kuntatt ma 'aluminju likwidu, ġeneralment jirriżultaw fil-formazzjoni ta' depożiti interfacial marbuta li fihom prinċipalment ossidu tal-aluminju, li ħafna minnhom huwa r-riżultat tar-reazzjoni ta 'l-aluminju ma' ossidi fir-refrattarju, speċjalment ma 'dijossidu tas-silicon, bil-formola ta' reazzjoni li ġejja:
4al +3 SiO2 → 2Al2o 3+3 Si
Il-kinetika tar-reazzjoni tonqos malajr wara li tidher id-depożitu. Huwa konkluż li dan id-depożitu jsir barriera għall-penetrazzjoni tal-aluminju fil-materjal refrattarju, u l-preżenza ta 'alkali f'atmosfera li tnaqqas se żżid il-kinetika ta' dan id-depożitu. Hemm żewġ sorsi ta 'ossidi tas-sodju alkalini; fl-ingotti tal-aluminju prodotti miċ-ċellula elettrolitika jew fil-materjal refrattarju. Fil-każ tal-aħħar, il-preżenza attiva ta 'Na2O ma tistax tiġi kkonfermata. Min-naħa l-oħra, l-aspetti rilevanti ta 'l-atmosfera ta' tnaqqis għadhom ma ġewx spjegati.
L-esperiment ewlieni ta 'dan iż-żmien huwa r-reazzjoni tal-materjal refrattarju tas-silikat tal-aluminju għall-korrużjoni tal-aluminju kkawżat mill-alkali u l-atmosfera li tnaqqas, u d-determinazzjoni tal-effetti possibbli ta' kastabbli refrattarji tal-aluminju għoli (70% Al2O3) bil-fluworidu tal-aluminju (Alf3) bħala infiltrant fuq dan il-korrużjoni meta l-alkali huwa preżenti f'dan il-materjal ta 'l-alkali. Dan il-prodott huwa rappreżentant ta 'materjali refrattarji amorfu mingħajr addittivi ta' infiltrazzjoni, u jintuża fl-industrija bħala fran ta 'insulazzjoni tal-aluminju u kisi tal-forn tat-tidwib tal-aluminju.
It-temperatura tat-test hija ddeterminata skont it-temperatura operattiva tal-forn tal-aluminju u l-forn tat-tidwib tal-aluminju. It-temperatura fil-post f'kuntatt mal-metall tilħaq 850 grad, u t-temperatura fil-parti tar-radjazzjoni tal-fjammi tilħaq 1200 grad ~ 1500 grad. Huwa spjegat it-test tal-erożjoni ta 'kastabbli refrattarji industrijali ta' aluminju għoli bi fluworidu tal-aluminju (ALF3) bħala aġent li ma jxerredx, u l-korrużjoni kkawżata mill-aluminju u r-rwol ta 'ossidi bażiċi li jinsabu fir-refrattarji huma inferiti.
Jidher li, speċjalment fil-preżenza ta 'atmosfera li tnaqqas, l-alumina beta hija l-fażi attiva fir-refrattarju f'kuntatt ma' l-aluminju likwidu. Mil-lat termodinamiku, l-azzjoni ta '-alumina fuq l-aluminju likwidu twassal għall-formazzjoni ta' sodju metalliku, u l-ekwazzjoni ta 'reazzjoni hija kif ġej:
6naal11o 17+2 al → 6na +34 al2o3 (2)
Meta l-pressjoni parzjali tal-ossiġnu hija ogħla minn {{0}} atm, is-sodju metalliku prodott fis-soluzzjoni tal-aluminju (ana ~ 0.1) se jkun ossidizzat, u r-reazzjoni hija kif ġej:
2na +1 / 2o2 → Na2O (3)
Meta l-pressjoni parzjali tal-ossiġnu hija inqas minn 10-19 ATM, il-preżenza ta 'Na2O għandha tkun relatata mal-azzjoni ta' ossidi refrattarji (speċjalment fis-silika) fuq is-sodju metalliku, u l-ekwazzjoni tar-reazzjoni hija kif ġej:
4NA + SIO2 → 2NA2O + SI (4)
Min-naħa l-oħra, fil-preżenza ta 'Alf3, jista' jiġi prodott ukoll sodju metalliku, u l-ekwazzjoni ta 'reazzjoni hija kif ġej:
6naal11o 17+2 alf3 → 6naf +34 al2o3 (5)
3NAF + AL → 3NA + ALF3 (6)
Permezz ta 'analiżi, meta l-elettrolit likwidu jeżisti f'temperatura ogħla minn 888 grad, l-ekwazzjonijiet ta' reazzjoni (5) u (6) jistgħu jipproduċu sodju metalliku, li jwassal għall-iskambju bejn ir-reattivi. Taħt dawn il-kundizzjonijiet, il-kastabbli refrattarji huwa mistenni li jikseb kinetika tal-ġenerazzjoni NA2O ogħla, allura jekk dan tal-aħħar fih ALF3 bħala aġent li jixxarrab, l-aluminju se jikkorrodi l-materjal refrattarju aktar malajr. Id-depożitu tal-interface fih prinċipalment Krundum (A-AL2O3) u fih ukoll l-aluminju (AL) u n-nitrurat tal-aluminju (ALN). Huwa maħsub li n-nitrurat tal-aluminju preżenti fid-depożitu jista 'jipparteċipa f'dan il-proċess ta' korrużjoni. Il-parteċipazzjoni tan-nitrurat tal-aluminju hija konsistenti mal-analiżi tal-prodotti ta 'reazzjoni miksuba bejn l-aluminju u l-karbonat tas-sodju fl-arja u n-nitroġenu. Ġie identifikat li l-prodott ewlieni ta 'reazzjoni miksub f'900 grad huwa aluminat tas-sodju (Naalo2), li jeżisti fil-forma ta' idrat (Naalo2 · 3H2O). Il-gravità speċifika tal-aluminata tas-sodju hija 2.69g / cm³, filwaqt li dik ta 'ossidu tal-aluminju hija 3.96g / cm³. Għalhekk, id-depożitu protettiv tal-aluminju għandu jkun akkumpanjat minn żieda fil-volum meta jiġi kkonvertit f'aluminat tas-sodju. Iż-żieda fil-volum tiffaċilita l-formazzjoni ta 'xquq, li tiffaċilita l-penetrazzjoni ta' l-aluminju u tagħmel il-materjal refrattarju suxxettibbli għall-erożjoni.
