19970

۱۹۹۷۰

بررسي اكسيداسيون در سيستم منيزيم-آلومينيم به روش ساندويچ اكسيد/فلز/اكسيد (افا)

كارشناسي ارشد

ريخته گري

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۸/۲۹

دكتر مهدي ديواندري - دكتر حسن ثقفيان

مواد و متالورژي

منيزيم وآلياژهاي آن، تمايل زيادي به اكسيداسيون در حالت مذاب از خود بروز مي دهند. در فرآيندهاي ريخته گري، اكسيداسيون مذاب منيزيم از دو جنبه قابل بررسي است. جنبة اول كه محققان نيز نسبتا زياد به آن پرداخته اند، اكسيداسيون منيزيم در مرحلة ذوب است. جنبة دوم، اكسيداسيون در مرحلة بارريزي محسوب مي شود كه محققان آن را اكسيداسيون ديناميك نامگذاري كرده اند. اين نوع اكسيداسيون به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. اكسيداسيون مذاب در فرآيندهاي ريخته گري مي تواند منجر به تشكيل عيوب مربوط به فيلم هاي اكسيدي شود. فيلم اكسيدي دولايه مهم ترين نوع اين عيوب است كه در سال هاي اخير توجه محققان را جلب كرده است. روش ساندويچ اكسيد/فلز/اكسيد كه در آن چندين حباب به درون مذاب دميده شده و فصل مشترك محل برخورد آن ها به عنوان نمونة آزمايش مورد بررسي قرار مي گيرد؛ روشي شناخته شده به منظور بررسي اكسيداسيون ديناميك در حالت مذاب و نيز فيلم اكسيدي دولايه است. در تحقيق حاضر اكسيداسيون ديناميك در حالت مذاب براي منيزيم خالص و همچنين منيزيم به همراه مقادير مختلفي از آلومينيم ( 3، 6 و 9 درصد وزني ) با استفاده از اين روش مطالعه شده است. ساندويچ-هاي اكسيد/فلز/اكسيد هر نمونه توسط دستگاه ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آزمايش طيف سنجي انرژي اشعه X و پراش اشعه X مورد بررسي قرار گرفت. نتايج اين آزمايش-ها نشان دهندة تشكيل فيلم اكسيدي با ضخامت هاي متفاوت (در برخي نقاط در ابعاد 5 تا 20 ميكرومتر و در برخي با ابعاد 200 تا 1500 نانومتر) و نيز متخلخل روي نمونه ها است. روابط ترموديناميكي تشكيل فيلم اكسيدي MgO در اين سيستم ها را مطلوب مي دانند. افزودن آلومينيم، مورفولوژي اين فيلم¬هاي اكسيدي را به شدت تحت تاثير قرار مي دهد؛ كه بيانگر اثر آلومينيم در كاهش مقاومت به اكسيداسيون منيزيم است.

1397/10/19

Investigation of Oxidation in Mg-Al Alloy System by Oxide-Metal-Oxide Sandwiches Technique

1/9/2019 12:00:00 AM

Magnesium and its alloys show high affinity to oxidation in the molten state. In casting processes, the oxidation of molten magnesium can be divided into two classes. The first class which has been studied many times is oxidation in the melting step. The second class is oxidation in the pouring step. This class of oxidation has rarely been studied. The oxidation of molten metal during casting process can cause oxide film related defects. Bifilms are the most notable defects in casting parts and have been a matter of interest in the recent investigations. The Oxide/Metal/Oxide (OMO) technique is the well-known procedure to investigate the dynamic oxidation of molten metals and characterization of bifilms. In the present study, the dynamic oxidation of molten pure Magnesium and Magnesium with different amounts of Aluminum (3, 6 and 9 %wt.) using OMO method has been studied. The OMO sandwiches of each samples have been analyzed via Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and X-ray Diffraction (XRD) methods. The results show formation of relatively thick (In some locations 5 to 20 μm thickness and in some areas 200 to 1500 nm) and very porous oxide film on the samples. Thermodynamic calculations suggest that the formation of MgO is more favorable in this alloy system. Al addition has affected the morphology of these oxide films which led to an accelerated and intensified oxidation.