تولید فوم فلزی پایه منیزیمی به روش ریخته گری و بررسی عوامل موثر بر پارامترهای کیفی آن
چکیده
فوم های فلزی به خاطر خواص فیزیکی و مکانیکی منحصربفردشان به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. این ساختارها از روش های گوناگونی قابل تولید می باشند که روش گازار یکی از این روش ها بوده و در مقایسه با سایر روش های تجاری معمول امکان کنترل موثر میزان تخلخل، اندازه و جهت گیری حفره را فراهم می کند. استفاده از روش گازار به علت شرایط عملیاتی ویژه و همچنین هزینه بالای تولید بسیار محدود گردیده است. اخیراً تحقیقاتی به منظور ساخت فوم هایی با مشخصات ساختارهای گازار از جنس فلزات گوناگون با استفاده از روش تجزیه حرارتی انجام شده است. با توجه به پتانسیل کاربردی فلز منیزیم در صنایع مختلف، در این پژوهش ساخت فوم گازار منیزیمی با استفاده از تجزیه حرارتی دو نوع الیاف پلیمری به نام های ویسکوزریون با فرمول مولکولی c6h10o5 و پلی پروپیلن با ترکیب شیمیایی c3h6 در فشار اتمسفر مورد مطالعه قرار گرفت. شناسایی عوامل فوم زای انتخابی از نظر ترکیب شیمیایی، روند تجزیه در اثر افزایش دما و همچنین آنالیز گازهای حاصل از تجزیه در اتمسفرهای محیط و آرگون به کمک آزمون های پراش پرتو ایکس (xrd)، آنالیز حرارتی (dta و tg) و طیف سنجی مادون قرمز (ft- ir) صورت گرفت. در این روش، تشکیل حفره در اثر انحلال هیدروژن حاصل از تجزیه حرارتی عوامل فوم زای پلیمری در منیزیم به صورت موثر اتفاق می افتد. تأثیر مقدار عامل فوم زا بر ساختار فوم های ایجاد شده از نظر میزان تخلخل و قطر متوسط حفره با استفاده از نرم افزار آنالیز تصویری (clemex) مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش مقدار عامل فوم زا درصد تخلخل ابتدا تا یک حد ماکزیمم افزایش یافته ولی پس از آن بهبودی مشاهده نگردید که علت آن عدم تغییر میزان حلالیت هیدروژن در فاز مذاب بیش از یک مقدار مشخص می باشد. قطر متوسط حفره در اثر افزایش مقدار عامل فوم زا چندان تغییر نکرده و دارای مقادیر نسبتاً ثابتی است. بالاترین میزان تخلخل ایجاد شده با استفاده از الیاف ویسکوزریون حدود52% و این مقدار برای الیاف پلی پروپیلن در حدود 23% می باشد که بالاتر بودن میزان تخلخل ایجاد شده در اثر استفاده از الیاف ویسکوزریون به علت تشکیل سرباره ویسکوز بر روی سطح مذاب است. در اثر تشکیل سرباره، فشار جزئی گاز در مذاب افزایش یافته و در نتیجه منجربه افزایش میزان انحلال گاز می گردد و به این ترتیب تولید ساختارهایی با میزان تخلخل بیشتر ممکن خواهد بود. اما در فرایند ساخت فوم با استفاده از الیاف پلی پروپیلن به دلیل عدم تشکیل سرباره موثر بر روی سطح مذاب هیچ عاملی برای جلوگیری از فرار گاز از مذاب وجود نداشته و میزان تخلخل کاهش خواهد یافت. بنابراین این نتیجه به دست می آید که فرایند ساخت فوم با استفاده از الیاف ویسکوزریون امکان تولید مقادیر بیشتر تخلخل نسبت به روش استفاده از الیاف پلی پروپیلن را فراهم می آورد.
