Corrosion behaviour of aluminium nitride in liquid aluminium: Influence of the microstructure

• Published in: Journal of the European Ceramic Society Vol. 17; no. 15; pp. 1877 - 1883
• Main Authors: Roulet, F., Tristant, P., Desmaison, J., Rezakhanlou, R., Ferrato, M.
• Format: Journal Article Conference Proceeding
• Language: English
• Published: Oxford Elsevier Ltd 1997; Elsevier
• Subjects: Applied sciences; Building materials. Ceramics. Glasses; Ceramic industries; Chemical industry and chemicals; Electrotechnical and electronic ceramics; Exact sciences and technology; Technical ceramics; Nitrides; Aluminum Nitrides; Corrosion; Aluminum; Liquid metals; Non oxide ceramics; Electroceramics
• ISSN: 0955-2219; 1873-619X
• DOI: 10.1016/S0955-2219(97)00069-1

The intrinsic characteristics of sintered aluminium nitride (mechanical, thermal, chemical) facilitate their use in production of heater element protection tubes for molten aluminium industries. Two kinds of industrial materials are characterised from the mechanical and thermal point of view. Moreover the samples' microstructure is observed before and after corrosion tests in liquid aluminium alloy (dipped finger method). The two batches exhibit identical mechanical properties and the thermal conductivity decreases from 170 Wm − 1 K − 1 at room temperature to 35 Wm − 1 K − 1 at 1000 °C. Conversely, the distribution of the secondary phase (YAG) depends on the material. Despite the microstructure differences revealed by scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy, no corrosion is observed after 2000 h tests in molten aluminium alloy. These results confirm that AlN could be a good candidate for this application. Les caractéristiques intrinsèques du nitrure d'aluminium fritté (mécaniques, thermiques, chimiques), permettent d'envisager son utilisation pour la réalisation de gaines protectrices de thermoplongeurs pour l'aluminium liquide. Deux nuances industrielles de cette céramique sont caractérisées d'un point de vue mécanique, thermique puis microstructural, avant et après essais de corrosion, dans un alliage d'aluminium fondu (méthode du doigt plongeant). Les propriétés mécaniques sont semblables pour les deux types d'échantillons, ainsi que la conductivité thermique qui diminue de 170 Wm − 1 K − 1 à l'ambiante à 35 Wm − 1 Kr − 1 à 1000 °C. En revanche, la phase secondaire (YAG) est répartie différemment suivant la nuance. Indépendamment de la microstructure observée par microscopie électronique à balayage (MEB) et en transmission (MET) aucune différence de comportement n'est constatée pour des temps de contact avec un alliage d'aluminium allant jusqu'à 2000 h. Ces résultats confirment la potentialité de tels matériaux pour l'application visée.