علی رسولی - دانشجوی دکتری مهندسی مواد، دانشگاه علم و صنعت ایران و مربی دانشکده فن
مهدی دیواندری - استادیار دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه علم و صنعت ایران
حمیدرضا شاهوردی - استادیار دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس تهران
محمد علی بوترابی - استاددانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران

حباب‏ها در فوم‏های فلزی آلومینیمی در اثر تجزیه پودر هیدراید تیتانیم در تماس با مذاب آلومینیم تولید می‏شوند بنابراین بررسی واکنش‏های فصل مشترک پودر و مذاب نقش مهمی در دستیابی به مکانیزیم تجزیه هیدراید تیتانیم در مذاب آلومینیم دارد. در این تحقیق، پودر هیدراید تیتانیم در بازه‏های دمایی مختلف الف) K973- K1023 ، ب) K1023- K1073 و ج) K1073- K1273 در تماس با مذاب آلومینیم قرار داده شد و فشار گاز حاصله اندازه گیری شد. بعد از انجماد مذاب، از جامد ایجاد شده تصاویر SEM تهیه شده و آنالیز EDAX بعمل آمد. مشاهده شد که با افزایش دمای مذاب، زمان لازم جهت تثبیت فشار کاهش یافته و فشار گاز افزایش می‏یابد به عبارت دیگر سرعت انجام واکنش بیشتر می‏شود. به نظر می‏رسد که در هنگام تماس پودر هیدراید تیتانیم با مذاب، ابتدا لایه نازک TiAl3 در اطراف ذرات پودر ایجاد می‏شود. در بازه دمایی (الف)، لایه TiAl3 تشکیل شده تقریباً پیوسته است، در نتیجه فرآیند تجزیه تحت کنترل نفوذ داخلی (نفوذ اتمها از درون لایه TiAl3) باشد. در بازه دمایی (ب)، لایه TiAl3 از پیوستگی کافی برخودار نبوده و ضخامت کلی آن نسبت به بازه دمایی قبل بیشتر است ولی ضخامت لایه پیوسته TiAl3 نسبت به بازه دمایی قبلی کمتر است. در این حالت پودر حالت نیمه متلاشی پیدا می‏کند. در نتیجه فرآیند تجزیه تحت کنترل نفوذ داخلی (نفوذ اتمها از درون لایه TiAl3) و واکنش شیمیایی (واکنش بین مذاب و پودر هیدراید تیتانیم) قرار دارد. در بازه دمایی (ج)، لایه TiAl3 تشکیل شده در اطراف ذرات پودر متلاشی شده و به درون مذاب پراکنده می‏شوند در نتیجه فرآیند تجزیه تحت کنترل واکنش شیمیایی (واکنش بین مذاب و پودر هیدراید تیتانیم) قرار دارد. با افزایش دمای مذاب مقدار ذرات پودر باقیمانده کاهش می‏یابد. بدلیل کاهش ضخامت و ناپیوستگی لایه TiAl3 تشکیل شده در اطراف ذرات پودر سرعت فرآیند تجزیه با افزایش دمای مذاب افزایش می‏یابد.

هیدراید تیتانیم، مذاب آلومینیم، کنترل شیمیایی، کنترل نفوذ داخلی، واکنشهای فصل مشترک