15754

15754

توليد آميژان آلومينيم-ليتيمبه روش الكتروليز حمام مذاب

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

بهمن 1394

بهمن 1394

دكتر منصور سلطانيه – دكتر محمد بافقي

مواد و متالورژي

چكيده با توسعه آلياژ¬هاي Al-Li، استفاده از آميژان¬آن نيز، در چند دهه اخير توسعه فراواني يافته¬است. اين مواد عمدتاً براي توليد آلياژهاي Al-Li، به آلومينيم افزوده مي¬شوند. آميژان Al-Li را مي¬توان به روش¬هاي آلياژسازي مكانيكي، احياي حرارتي، ريخته¬گري و الكتروليز توليد مي¬شود. روش ريخته¬گري، به لحاظ هدر رفتن عنصر ليتيم مطلوب نيست، اما روش الكتروليز به عنوان روشي مناسب براي توليد اين مواد شناخته شده¬است.در اين پژوهش، از آلومينيم و گرافيت جامد به عنوان كاتد و آند، سلول الكتروليز از جنس پيركس و LiCl-KClبه عنوان نمك الكتروليتي استفاده شد.كليه¬ي آزمايش¬ها تحت اتمسفر آرگون انجام گرفت. نمونه ها در بازه دمايي°C 620-500 و با اعمال ولتاژ¬هاي ثابت V5-8/3 ومتوسط جريان¬هاي A5-5/3 قرار گرفت. ميزان انرژي ويژه مصرفي و بازده واكنش در آزمايش¬ها محاسبه شد. به منظور بررسي هاي ريزساختاري و فازي تركيب تشكيل شده، از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) استفاده شد. آناليز پراش پرتو ايكس (XRD)، تشكيل فازAlLi را نشان داد. همچنين با استفاده از طيف سنجي جذب اتمي (AAS) درصد ليتيم موجود اندازه-گرفته شد. نتايج نشان داد كه، در حين انجام الكتروليز در دماي كمتر از °C600، ابتدا فاز α تشكيل و سپس ساختار به فازα+βتغييركرد. در دماي بالاي °C600، همراه با نفوذ ليتيم، در ابتدا فاز α تشكيل شده و با گذشت زمان، كاتد تبديل بهα+Lمي¬شود. به دليل افزايش قابليت حركت عنصر ليتيم و افزايش ضريب نفوذ آن،در محدوده زماني كوتاه، قسمت¬هايي از كاتد با مقدار ليتيم بيشتر، به مذاب تبديل شده و سرعت نفوذ ليتيم بيشتر است. با گذشت زمان و افزايش مقدار ليتيم نفوذ¬يافته، فاز ميانيAlLi(β) تشكيل شده، نفوذ ادامه مي¬يابد و مقدار ليتيم آميژان نهايي، بسيار بيشتر از دماهاي پايين¬تر است. مكانيزم انجمادي قالب نمونه¬هاي توليد شده در دما¬هاي كمتر از °C600، مكانيزم رشد است، اما در دما¬هاي بالاي °C600 (يوتكتيك Al-Li) بافعال شدن جوانه¬هاي بيشتر و رشد در فاز مايع و جامد به طور همزمان،مكانيزم قالب جوانه زني است كه ساختار نهايي فازي ترد، ريز و فراوان (AlLi)β، در ميان ساختار فازي αاست.در مجموع با توجه به نتايج حاصل شده دماي°C620و جريان A5/4 در 3 ساعت، منجر به تشكيل آميژان Li%wt.43/17-Alشد. واژه¬هاي كليدي: الكتروليز، آميژان Al-Li، نمكمذاب LiCl-KCl، نفوذ