بررسي واكنش‏هاي فصل مشترك بين پودر هيدريد تيتانيم (TiH2) و مذاب آلومينيم خالص

بررسي واكنش‏هاي فصل مشترك بين پودر هيدريد تيتانيم (TiH2) و مذاب آلومينيم خالص

در اسفنج‏هاي آلومينيمي، حباب‏ها در نتيجه?ي تجزيه?ي پودر هيدريد تيتانيم (TiH2) در تماس با مذاب آلومينيم توليد مي‏شوند. بنابراين، بررسي اين واكنش?ها نقش مهمي در تعيين سازوكار تجزيه?ي هيدريد تيتانيم در مذاب آلومينيم دارد. در اين تحقيق، پودر هيدريد تيتانيم در بازه‏هاي دمايي مختلف، الف): ?C700- 750 ، ب): ?C750- 800 و ج): ?C800- 1000، در تماس با مذاب آلومينيم قرار داده شد. پس از انجماد مذاب، از جامد ايجاد شده تصويرهاي SEM تهيه شد، و بر روي آن?ها تحليل EDAX انجام شد. نتايج نشان دادند كه هنگام تماس پودر هيدريد تيتانيم با مذاب، لايه?ي نازكي از TiAl3 در اطراف ذرات پودر ايجاد مي‏شود. در بازه?ي دمايي (الف)، لايه?ي TiAl3 تشكيل شده تقريباً پيوسته بود و در نتيجه، فرايند تجزيه با نفوذ دروني (نفوذ اتم?ها درون لايه?ي TiAl3) كنترل مي?شد. در بازه?ي دمايي (ب)، لايه?ي TiAl3 از پيوستگي كافي برخوردار نبود و ضخامت كلي آن نسبت به بازه?ي دمايي قبلي بيش?تر بود. در اين حالت، پودر حالت نيمه متلاشي شده به خود گرفت. بنابراين، فرايند تجزيه توسط نفوذ دروني و واكنش شيميايي (واكنش بين مذاب و پودر هيدريد تيتانيم) كنترل مي?شد. در بازه?ي دمايي (ج)، لايه?ي TiAl3 تشكيل شده در اطراف ذرات پودر متلاشي و درون مذاب پراكنده شد. به اين ترتيب، فرايند تجزيه در اين حالت با واكنش شيميايي كنترل مي?شد. با افزايش دماي مذاب، ميزان ذرات پودر باقي?مانده كاهش يافت. به?دليل كاهش ضخامت لايه?ي TiAl3 تشكيل شده در اطراف ذرات پودر و ناپيوستگي آن، سرعت فرايند تجزيه با افزايش دماي مذاب افزايش يافت.

In aluminum foams, bubbles are formed as a result of the decomposition of TiH2 powder in contact with the molten aluminum. Hence, the study of these reactions has an important effect in determining the mechanism of decomposition of TiH2 inside the molten aluminum. In this research, TiH2 powder was put in contact with the molten aluminum at various temperature ranges, i.e. a)700-750?C, b)750-800?C and c)800-1000?C. After solidification of the melt, the solidified samples were taken for the SEM and EDAX examinations. The results showed that as soon as the TiH2 particles touch the melt, a thin layer of TiAl3 is formed around the particles. At the temperature range of (a), the TiAl3 layer formed was almost continuous, hence, the decomposition process was controlled by internal diffusion (diffusion of atoms within the TiAl3 layer). At the temperature range of (b); the TiAl3 layer had no sufficient continuity and its overall thickness was greater than that for the range (a). In this case, the powder particles had a semi-collapse shape. Consequently, the decomposition process was under the control of both the internal diffusion and the chemical reaction (reaction between the TiH2 powder and the melt). At the temperature range of (c), the TiAl3 layer formed around the TiH2 particles was shattered and finally dispersed within the melt. Therefore, the decomposition process in this case was controlled by the chemical reaction. The amount of remaining powder particles decreased with an increase in the melt temperature. The rate of decomposition process increased with increasing the melt temperature, due to the decrease of the thickness of TiAl3 layer formed around the particles, as well as its non-continuous character.