Ένας κατασκευαστής χημικού εξοπλισμού ζήτησε μια υλική λύση για εξαρτήματα που λειτουργούν τόσο σε όξινα όσο και σε αλκαλικά περιβάλλοντα.

Η εφαρμογή περιλάμβανε:

• Ισχυρά οξέα (π.χ., H₂SO₄, HCl)
• Αλκαλικά μέσα (π.χ., διαλύματα NaOH)
• Θερμοκρασίες λειτουργίας έως 100°C
• Συνθήκες συνεχούς εμβάπτισης με ανάδευση ρευστού

Η βασική απαίτηση ήταν ο εντοπισμός ενός υλικού μεπροβλέψιμη συμπεριφορά διάβρωσης και μακροχρόνια σταθερότηταυπό μικτή χημική έκθεση.

Για την αξιολόγηση της απόδοσης του υλικού,πυρίτιο καρβιδίου πυροσυσσωματωμένο χωρίς πίεση (SSiC)δείγματα δοκιμάστηκαν υπό ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες:

• Τύπος δοκιμής: Εμβάπτιση με συνεχή ανάδευση
• Διάρκεια: 125–300 ώρες
• Μετρική αξιολόγησης: Απώλεια βάρους λόγω διάβρωσης (mg/cm²·έτος)

Αυτή η μέθοδος προσομοιώνει μακροχρόνια έκθεση σε βιομηχανικά χημικά συστήματα.

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

Μηχανική ερμηνεία:
Οι ρυθμοί διάβρωσης κάτω από2 mg/cm²·έτοςυποδηλώνουν καταλληλότητα για μακροχρόνια λειτουργία με ελάχιστη υποβάθμιση του υλικού.

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

Αποτέλεσμα:
Το SSiC διατηρεί σταθερή απόδοση στις περισσότερες αλκαλικές συνθήκες, με ελαφρώς υψηλότερους ρυθμούς διάβρωσης σε ισχυρά περιβάλλοντα NaOH, αλλά ακόμα εντός αποδεκτών βιομηχανικών ορίων.

Η αντοχή στη διάβρωση του SSiC καθορίζεται κυρίως από τη μικροδομή του:

• Περιεκτικότητα σε SiC ≥ 98,5%
• Χωρίς ελεύθερη φάση πυριτίου
• Ανοιχτή πορώδης δομή ≈ 0

Αυτά τα χαρακτηριστικά οδηγούν σε:

• Καμία προτιμησιακή φάση διάβρωσης (σε αντίθεση με το RB-SiC)
• Περιορισμένα μονοπάτια διείσδυσης για διαβρωτικά μέσα
• Σταθεροί χημικοί δεσμοί σε επιθετικά περιβάλλοντα

Υπό παρόμοιες συνθήκες:

• Το πυρίτιο καρβιδίου συνδεδεμένο με αντίδραση (Reaction Bonded SiC) εμφανίζει υψηλότερους ρυθμούς διάβρωσης σε οξέα λόγω ελεύθερου πυριτίου
• Η αλουμίνα (Al₂O₃) μπορεί να υποβαθμιστεί σε συγκεκριμένα όξινα περιβάλλοντα
• Το καρβίδιο του βολφραμίου παρουσιάζει ταχεία διάβρωση σε ισχυρά οξέα

Το SSiC επιδεικνύει χαμηλότερους ρυθμούς διάβρωσης σε ένα ευρύτερο φάσμα χημικών συνθηκών.

Με βάση τα αποτελέσματα των δοκιμών, το SSiC επιλέχθηκε για:

• Εξαρτήματα χημικών αντλιών
• Εσωτερικές επενδύσεις αντιδραστήρων
• Εξαρτήματα εναλλάκτη θερμότητας

Μετά την υλοποίηση, το σύστημα πέτυχε:

• Σταθερή λειτουργία υπό συνεχή χημική έκθεση
• Μειωμένη συχνότητα συντήρησης
• Συνεπής διαστατική απόδοση

Αυτή η περίπτωση επιβεβαιώνει ότι το SSiC παρέχει αξιόπιστη αντοχή στη διάβρωση τόσο σε όξινα όσο και σε αλκαλικά περιβάλλοντα όταν:

• Ο ρυθμός διάβρωσης παραμένει κάτω από 2 mg/cm²·έτος
• Η δομή του υλικού είναι πλήρως πυκνή και απαλλαγμένη από δευτερογενείς φάσεις

Για εφαρμογές που περιλαμβάνουν μικτή χημική έκθεση, το SSiC προσφέρει μια προβλέψιμη και σταθερή υλική λύση.