20214

۲۰۲۱۴

بررسي اكسيداسيون در سيستم آلومينيم-روي به روش ساندويچ اكسيد-فلز-اكسيد

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد - ريخته گري

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۱۰/۲۶

دكتر ديواندري - دكتر شاهميري

مواد و متالورژي

آلياژهاي آلومينيم تمايل زيادي به واكنش با اكسيژن دارند؛ از اين‌رو در حالت مذاب به سرعت اكسيد مي‌شوند. اكسيداسيون مذاب به دو دستة استاتيك و ديناميك تقسيم مي‌شود. فيلم اكسيدي دولايه كه در نتيجة اكسيداسيون ديناميك تشكيل شده غالباً پس از انجماد به عنوان ترك و يا حفره عمل خواهد كرد. به همين منظور بررسي مشخصات، مكانيسم تشكيل و فرآيند درمان فيلم اكسيدي دولايه مورد توجه محققان زيادي قرار گرفته است. روش ساندويچ اكسيد/فلز/اكسيد يكي از روش‌هاي مدلسازي اكسيداسيون ديناميك مذاب است. براي تهية نمونه‌هاي ساندويچ اكسيد/فلز/اكسيد حباب‌هاي هوا با فشار 8/0 اتمسفر به درون مذاب دميده شدند و محل برخورد آن¬ها مورد بررسي قرار گرفت. مشخصات فيلم¬هاي اكسيدي ديناميك آلومينيم از جمله مورفولوژي و ضخامت آن تحت تاثير افزودن مقادير مختلف عنصر روي (سه، پنج و هفت درصد وزني) با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف‌سنجي انرژي اشعة ايكس و تفرق اشعة ايكس بررسي شد. تفاوت چشمگيري در مورفولوژي فيلم اكسيدي تشكيل شده در آلياژها مشاهده نشد؛ اما با افزودن عنصر روي، مناطق تمركز تنش و ترك‌هاي بيشتر روي فيلم اكسيدي يافت شدند. محدودة ضخامت فيلم اكسيدي براي آلياژهاي آلومينيم _روي از 95 نانومتر تا 1070 نانومتر تخمين زده شد. با افزودن عنصر روي به مذاب آلومينيم تا مقدار سه درصد، ضخامت فيلم اكسيدي افزايش يافته و با افزودن بيش از سه درصد، ضخامت فيلم نسبت به مقدار سه درصد وزني كاهش يافت. كاهش ضخامت فيلم‌هاي اكسيدي در مقادير بيش از سه درصد وزني عنصر روي، نشان‌دهندة افزايش مقاومت به اكسيداسيون در آلياژهاي آلومينيم-روي است. واژه‌هاي كليدي: اكسيداسيون ديناميك- آلياژ آلومينيم_روي- مورفولوژي و ضخامت فيلم اكسيدي

1397/12/01

Investigation of Oxidation in Al-Zn System by Oxide-Metal-Oxide (OMO) Sandwiches Technique

1/21/2019 12:00:00 AM

Aluminum Alloys have a high affinity to react with oxygen, and then rapidly oxidize in the molten state. Oxidation in the molten state divides into static and dynamic categories. Bifilm which formed as a result of dynamic oxidation will often act as a crack or cavity in the finAl part. Recently, the study of the characteristics, formation mechanism and heAling of the Bifilms, have attracted many researchers. The oxide/metAl/oxide sandwich method is one of the best ways for study the dynamic oxidation of the melts. Air bubbles with 0.8-atmosphere pressure were blown into the melts, and then the intersection of the entrapped bubbles was considered as the oxide/metAl/oxide sandwiches. The characteristics of the Aluminum oxide films and effect of adding different amounts of zinc (3, 5, and 7 weight percent) on them, including their morphology and thickness, were investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). There was no significant difference in the morphology of the oxide films. However, by adding zinc, the location of stress concentration and more cracks were found on the oxide film. The thickness of the oxide films for the Aluminum Alloys was estimated from 95 nm to 1070 nm. By adding zinc to Aluminum up to 3% wt, the thickness of the oxide film increased. While adding more than 3% wt zinc, decreased the thickness of the films. Reducing the thickness of oxide films indicates an increase in oxidation resistance in Aluminum-zinc Alloys