Ein Hersteller von Chemieanlagen benötigte eine Materiallösung für Komponenten, die sowohl in sauren als auch in alkalischen Umgebungen betrieben werden.

Die Anwendung umfasste:

• Starke Säuren (z. B. H₂SO₄, HCl)
• Alkalische Medien (z. B. NaOH-Lösungen)
• Betriebstemperaturen bis 100 °C
• Kontinuierliche Tauchbedingungen mit Flüssigkeitsagitation

Die wichtigste Anforderung war die Identifizierung eines Materials mitvorhersehbarem Korrosionsverhalten und Langzeitstabilitätunter gemischter chemischer Belastung.

Zur Bewertung der Materialleistung wurdendrucklos gesinterte Siliziumkarbid (SSiC)-Probenunter kontrollierten Laborbedingungen getestet:

• Prüfart: Tauchen mit kontinuierlichem Rühren
• Dauer: 125–300 Stunden
• Bewertungsmetrik: Korrosionsgewichtsverlust (mg/cm²·yr)

Diese Methode simuliert die Langzeitbelastung in industriellen chemischen Systemen.

• 98 % H₂SO₄ (100 °C): 1,8 mg/cm²·yr
• 85 % H₃PO₄ (100 °C): <0,2 mg/cm²·yrDie Korrosionsbeständigkeit von SSiC wird hauptsächlich durch seine Mikrostruktur bestimmt:
• 25 % HCl (70 °C): <0,2 mg/cm²·yrDie Korrosionsbeständigkeit von SSiC wird hauptsächlich durch seine Mikrostruktur bestimmt:
• Korrosionsraten unterDie Korrosionsbeständigkeit von SSiC wird hauptsächlich durch seine Mikrostruktur bestimmt:

deuten auf eine Eignung für den Langzeitbetrieb mit minimalem Materialabbau hin.
Alkalische Umgebungen50 % NaOH (100 °C): 2,5 mg/cm²·yr45 % KOH (100 °C): <0,2 mg/cm²·yr

• SSiC behält in den meisten alkalischen Bedingungen eine stabile Leistung bei, mit etwas höheren Korrosionsraten in starken NaOH-Umgebungen, aber immer noch innerhalb akzeptabler industrieller Grenzen.
• Analyse des MaterialverhaltensDie Korrosionsbeständigkeit von SSiC wird hauptsächlich durch seine Mikrostruktur bestimmt:

SiC-Gehalt ≥ 98,5 %
Keine freie Siliziumphase

Diese Eigenschaften führen zu:

• Keine bevorzugte Korrosionsphase (im Gegensatz zu RB-SiC)
• Begrenzte Eintrittswege für korrosive Medien
• Stabile chemische Bindung in aggressiven Umgebungen

Vergleich mit alternativen Materialien

• Unter ähnlichen Bedingungen:
• Reaktionsgebundenes SiC zeigt aufgrund von freiem Silizium höhere Korrosionsraten in Säuren
• Aluminiumoxid (Al₂O₃) kann in bestimmten sauren Umgebungen abgebaut werden

SSiC zeigt geringere Korrosionsraten über einen breiteren Bereich chemischer Bedingungen.

• Anwendungsergebnis
• Basierend auf den Testergebnissen wurde SSiC ausgewählt für:
• Komponenten von Chemiepumpen

Auskleidungen von Reaktorinnenräumen

Nach der Implementierung erreichte das System:

• Stabiler Betrieb unter kontinuierlicher chemischer Belastung
• Reduzierte Wartungsfrequenz
• Konstante Dimensionsstabilität

Schlussfolgerung

• Dieser Fall bestätigt, dass SSiC eine zuverlässige Korrosionsbeständigkeit sowohl in sauren als auch in alkalischen Umgebungen bietet, wenn:
• Die Korrosionsrate unter 2 mg/cm²·yr bleibt
• Die Materialstruktur ist vollständig dicht und frei von Sekundärphasen