Un fabricant d'équipement chimique avait besoin d'une solution de matériau pour les composants fonctionnant dans des environnements acides et alcalins.

La demande concernait:

• Acides forts (par exemple, H2SO4, HCl)
• Médias alcalins (par exemple, solutions de NaOH)
• Températures de fonctionnement jusqu'à 100 °C
• Conditions d'immersion continue avec agitation du fluide

L'exigence essentielle était d'identifier un matériaucomportement de corrosion prévisible et stabilité à long termesous une exposition chimique mixte.

Pour évaluer les performances du matériau,de carbure de silicium sintré sans pression (SSiC)les échantillons ont été testés dans des conditions de laboratoire contrôlées:

• Type d'essai: immersion avec agitation continue
• Durée: 125 à 300 heures
• Mesure d'évaluation: Perte de poids par corrosion (mg/cm2·an)

Cette méthode simule l'exposition à long terme dans les systèmes chimiques industriels.

• 98% H2SO4 (100°C): 1,8 mg/cm2·an
• 85% H3PO4 (100°C): < 0,2 mg/cm2·an
• 70% de HNO3 (100°C): < 0,2 mg/cm2·an
• 25% de HCl (70°C): < 0,2 mg/cm2·an

Interprétation technique:
Taux de corrosion inférieurs2 mg/cm2·anindiquer l'aptitude à un fonctionnement à long terme avec une dégradation minimale des matériaux.

• 50% de NaOH (100°C): 2,5 mg/cm2·an
• 45% de KOH (100°C): < 0,2 mg/cm2·an

Résultat:
Le SSiC conserve des performances stables dans la plupart des conditions alcalines, avec des taux de corrosion légèrement plus élevés dans des environnements à forte teneur en NaOH, mais toujours dans des limites industrielles acceptables.

La résistance à la corrosion du SSiC est principalement déterminée par sa microstructure:

• teneur en SiC ≥ 98,5%
• Pas de phase de silicium libre
• Porosité ouverte

Ces caractéristiques donnent lieu à:

• Pas de phase de corrosion préférentielle (contrairement au RB-SiC)
• Des voies de pénétration limitées pour les milieux corrosifs
• Liens chimiques stables dans des environnements agressifs

Dans des conditions similaires:

• Le SiC lié par réaction montre des taux de corrosion plus élevés dans les acides en raison du silicium libre
• L'alumine (Al2O3) peut se dégrader dans des environnements acides spécifiques
• Le carbure de tungstène présente une corrosion rapide dans les acides forts

Le SSiC démontre des taux de corrosion plus faibles dans une gamme plus large de conditions chimiques.

Sur la base des résultats des essais, le SSiC a été choisi pour:

• Composants de pompes chimiques
• revêtements internes du réacteur
• Pièces d'échangeurs de chaleur

Après mise en œuvre, le système a permis d'atteindre:

• Fonctionnement stable sous exposition chimique continue
• Réduction de la fréquence de maintenance
• Performance dimensionnelle cohérente

Ce cas confirme que le SSiC offre une résistance fiable à la corrosion dans les environnements acides et alcalins lorsque:

• Le taux de corrosion reste inférieur à 2 mg/cm2·an
• La structure du matériau est entièrement dense et exempte de phases secondaires.

Pour les applications impliquant une exposition chimique mixte, le SSiC offre une solution de matériau prévisible et stable.