بررسی واکنش‏های فصل مشترک بین پودر هیدرید تیتانیم (TiH2) و مذاب آلومینیم خالص

Abstract

در اسفنج‏های آلومینیمی، حباب‏ها در نتیجهی تجزیهی پودر هیدرید تیتانیم (TiH2) در تماس با مذاب آلومینیم تولید می‏شوند. بنابراین، بررسی این واکنشها نقش مهمی در تعیین سازوکار تجزیهی هیدرید تیتانیم در مذاب آلومینیم دارد. در این تحقیق، پودر هیدرید تیتانیم در بازه‏های دمایی مختلف، الف): ºC700- 750 ، ب): ºC750- 800 و ج): ºC800- 1000، در تماس با مذاب آلومینیم قرار داده شد. پس از انجماد مذاب، از جامد ایجاد شده تصویرهای SEM تهیه شد، و بر روی آنها تحلیل EDAX انجام شد. نتایج نشان دادند که هنگام تماس پودر هیدرید تیتانیم با مذاب، لایهی نازکی از TiAl3 در اطراف ذرات پودر ایجاد می‏شود. در بازهی دمایی (الف)، لایهی TiAl3 تشکیل شده تقریباً پیوسته بود و در نتیجه، فرایند تجزیه با نفوذ درونی (نفوذ اتمها درون لایهی TiAl3) کنترل میشد. در بازهی دمایی (ب)، لایهی TiAl3 از پیوستگی کافی برخوردار نبود و ضخامت کلی آن نسبت به بازهی دمایی قبلی بیشتر بود. در این حالت، پودر حالت نیمه متلاشی شده به خود گرفت. بنابراین، فرایند تجزیه توسط نفوذ درونی و واکنش شیمیایی (واکنش بین مذاب و پودر هیدرید تیتانیم) کنترل میشد. در بازهی دمایی (ج)، لایهی TiAl3 تشکیل شده در اطراف ذرات پودر متلاشی و درون مذاب پراکنده شد. به این ترتیب، فرایند تجزیه در این حالت با واکنش شیمیایی کنترل میشد. با افزایش دمای مذاب، میزان ذرات پودر باقیمانده کاهش یافت. بهدلیل کاهش ضخامت لایهی TiAl3 تشکیل شده در اطراف ذرات پودر و ناپیوستگی آن، سرعت فرایند تجزیه با افزایش دمای مذاب افزایش یافت.