تنقية الألومنيوم المنصهر بطريقة التعويم بالفقاعات

تتميز سبائك الألومنيوم والسيليكون بخصائص ميكانيكية جيدة، مثل الكثافة المنخفضة، والاستقرار الأبعادي، ومقاومة التآكل الجيدة، والقوة النوعية العالية، فضلاً عن مقاومة التآكل الممتازة، ولذلك فهي تُستخدم على نطاق واسع في صناعات الصب مثل صناعة السيارات والفضاء. ويوفر استخدام برامج الحاسوب الخاصة بتركيب الخلط أساسًا تقنيًّا للتحكم الدقيق في التركيب الكيميائي للمسبوكات. وقد أدى البحث في أنواع المُعدِّلات وعملية التصلب إلى تحسين البنية المجهرية للمسبوكات بشكل ملحوظ. ومع ذلك، في الإنتاج الفعلي، وبسبب وجود عيوب معدنية مثل الغازات والشوائب في المعدن، فإن ذلك سيؤدي إلى تدمير استمرارية المادة المعدنية، وتقليل المقطع العرضي الفعال للقطعة المصبوبة، والتسبب في تركيز الإجهاد حول المسام، مما يقلل بشكل كبير من الخصائص الميكانيكية للقطعة المصبوبة. لذلك، من أجل الحصول على منتجات عالية الجودة، من الضروري تنقية الألومنيوم المنصهر أثناء عملية الصهر.

تنقية الألومنيوم المنصهر

وفقًا للقياسات، فإن أكثر من 85% من محتوى الغاز في سبائك الألومنيوم هو هيدروجين، والباقي عبارة عن نيتروجين وأكسجين وأول أكسيد الكربون، وما إلى ذلك؛ لذا يُعتبر محتوى الهيدروجين هو محتوى الغاز. ونظرًا لأن قابلية ذوبان الهيدروجين في الألومنيوم السائل تبلغ حوالي 20 ضعف قابلية ذوبانه في الحالة الصلبة، فإنه أثناء عملية التصلب، يترسب [H] لتكوين H₂ ويبقى في قطعة الصب، مما يؤدي إلى ظهور مسام بأحجام مختلفة. من أجل تنقية سائل السبائك وتقليل محتوى الغاز في سائل السبائك قبل الصب، أجرى الباحثون في الداخل والخارج الكثير من الأبحاث النظرية والتكنولوجية. وفقًا لمبدأ العمل، يمكن تقسيمها إلى فئتين: التنقية بالامتصاص والتنقية بدون امتصاص. ومن بينها، تشمل التنقية بالامتصاص طريقة التعويم بالفقاعات،, الترشيح باستخدام مرشح الرغوة الخزفية الطريقة،, تكرير التدفق الطريقة. يشمل التنقية غير القائمة على الامتصاص بشكل أساسي الطريقة الثابتة، والطريقة الفراغية، والتنقية بالموجات فوق الصوتية، والتنقية الكهرومغناطيسية.

في الوقت الحاضر، تُستخدم طريقة التعويم بالفقاعات على نطاق واسع في تنقية الألومنيوم المنصهر. ويتمثل مبدأ هذه الطريقة في تمرير غاز خامل أو غاز نشط غير قابل للذوبان في سائل الألومنيوم إلى داخل السائل نفسه، أو إضافة ملح الكلور (كلوريد) ليتفاعل مع سائل الألومنيوم وتوليد غاز ينشأ داخل السائل. عدد كبير من الفقاعات، ونظرًا لأن الضغط الجزئي للهيدروجين في الفقاعات يساوي صفرًا، فإن الهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر سينتشر داخل الفقاعات ثم يتدفق منها.

, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Leave a Reply