Một nhà sản xuất thiết bị hóa học cần một giải pháp vật liệu cho các thành phần hoạt động trong môi trường cả axit và kiềm.

Ứng dụng liên quan đến:

• Các axit mạnh (ví dụ: H2SO4, HCl)
• Phương tiện kiềm (ví dụ: dung dịch NaOH)
• Nhiệt độ hoạt động lên đến 100 °C
• Điều kiện ngâm liên tục với sự khuấy động chất lỏng

Yêu cầu chính là xác định một vật liệu cóHành vi ăn mòn dự đoán và ổn định lâu dàikhi tiếp xúc với các hóa chất hỗn hợp.

Để đánh giá hiệu suất vật liệu,silicon carbide sintered không áp suất (SSiC)các mẫu được thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm có kiểm soát:

• Loại thử nghiệm: Ngâm với xáo trộn liên tục
• Thời gian: 125~300 giờ
• Chỉ số đánh giá: Mất trọng lượng chống ăn mòn (mg/cm2·năm)

Phương pháp này mô phỏng tiếp xúc lâu dài trong các hệ thống hóa học công nghiệp.

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

Giải thích kỹ thuật:
Tỷ lệ ăn mòn thấp hơn2 mg/cm2·nămchỉ ra sự phù hợp cho hoạt động lâu dài với sự phân hủy vật liệu tối thiểu.

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

Kết quả:
SSiC duy trì hiệu suất ổn định trong hầu hết các điều kiện kiềm, với tỷ lệ ăn mòn cao hơn một chút trong môi trường NaOH mạnh nhưng vẫn nằm trong giới hạn công nghiệp chấp nhận được.

Kháng ăn mòn của SSiC chủ yếu được xác định bởi cấu trúc vi mô của nó:

• Nồng độ SiC ≥ 98,5%
• Không có pha silic tự do
• Độ xốp mở ≈ 0

Những đặc điểm này dẫn đến:

• Không có giai đoạn ăn mòn ưu tiên (không giống như RB-SiC)
• Các đường thâm nhập hạn chế cho môi trường ăn mòn
• Liên kết hóa học ổn định trong môi trường hung hăng

Trong điều kiện tương tự:

• SiC liên kết phản ứng cho thấy tỷ lệ ăn mòn cao hơn trong axit do silicon tự do
• Alumina (Al2O3) có thể phân hủy trong môi trường axit cụ thể
• Tungsten carbide biểu hiện ăn mòn nhanh trong axit mạnh

SSiC cho thấy tỷ lệ ăn mòn thấp hơn trong một phạm vi rộng hơn các điều kiện hóa học.

Dựa trên kết quả thử nghiệm, SSiC được chọn cho:

• Các thành phần bơm hóa học
• Vỏ bên trong lò phản ứng
• Các bộ phận trao đổi nhiệt

Sau khi triển khai, hệ thống đạt được:

• Hoạt động ổn định trong tình trạng tiếp xúc hóa học liên tục
• Tỷ lệ bảo trì giảm
• Hiệu suất kích thước nhất quán

Trường hợp này xác nhận rằng SSiC cung cấp khả năng chống ăn mòn đáng tin cậy trong cả môi trường axit và kiềm khi:

• Tỷ lệ ăn mòn vẫn dưới 2 mg/cm2·năm
• Cấu trúc vật liệu hoàn toàn dày đặc và không có các pha thứ cấp

Đối với các ứng dụng liên quan đến tiếp xúc hóa học hỗn hợp, SSiC cung cấp một giải pháp vật liệu dự đoán và ổn định.