معالجة تعديل سبائك الألومنيوم والسيليكون | مُعدِّل السريوم للألومنيوم

تعمل معالجة التعديل على تحويل السيليكون الإيوتكتيكي من رقائق خشنة إلى رقائق ليفية أو صفائحية دقيقة، مما يؤدي إلى تحسين خصائص السبيكة. وتهدف معالجة التعديل بشكل أساسي إلى تنقية الطور الثاني أو تغيير شكله وتوزيعه. يركز هذا المقال بشكل أساسي على السيليكون المتساوي الانصهار في سبيكة الألومنيوم والسيليكون. وعندما لا يتم تعديله، يكون السيليكون المتساوي الانصهار على شكل إبر ورقائق خشنة، مما يؤدي إلى انخفاض الخصائص الميكانيكية للسبيكة، وخاصة المتانة. التحول هو عملية تغيير الشكل والحجم للسيليكون المتساوي الانصهار، حيث يتم تغيير شكل الرقاقة المتساوية الانصهار الأصلية إلى ألياف دقيقة أو أشكال رقائقية.

وفقًا لشكل المُعدِّل في المعدن المنصهر، تنقسم آلية التدهور إلى نوعين: الأول هو تكوين نوى بلورية غير متجانسة للنقطة غير القابلة للذوبان في المعدن المنصهر؛ والثاني هو وجود المذاب في المعدن المنصهر، وما يترتب على ذلك من فصل وامتصاص.

تُظهر دراسة العلاج بالتعديل الأحادي لسبائك الألومنيوم والسيليكون أن العناصر التي لها تأثير تعديلي على السيليكون اليوتيكي هي: الصوديوم (Na)، والسترونتيوم (Sr)، وعناصر التربة النادرة (RE)، والأنتيمون (Sb)، والتيلوريوم (Te)، والباريوم (Ba).

العلاج التعديلي

يتمتع الصوديوم بقدرة تحويلية قوية، وهو المادة الأولى والأكثر استخدامًا. يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة تتراوح بين حوالي 0.005% و0.01% إلى تغيير الطور الإيوتكتيكي للسيليكون من شكل إبراني إلى شكل ليفي متجانس تمامًا. ومع ذلك، هناك بعض أوجه القصور، مثل أن تأثير التحلل سريع الزوال، حيث لا يمكن الحفاظ عليه إلا لمدة 30 دقيقة، ومعدل الامتصاص منخفض، وزيادة ميل المذيب إلى الاستنشاق، والكثافة منخفضة، وسهولة تآكل الأدوات والمعدات، وتضرر صحة العمال، والتلوث الشديد للبيئة. استجابةً لهذه العيوب، اتخذ الناس تدابير مختلفة مثل: تحسين تغليف الصوديوم المعدني، وتسريع تفاعل مُعدِّلات الملح القائمة على الصوديوم، وإطالة مدة عمل المُعدِّلات القائمة على الصوديوم، لكن هذه التدابير لا يمكنها حل المشكلة إلا جزئيًا. لذلك، في كثير من الأحيان، يتم استبدال تدهور الصوديوم تدريجيًا ببعض طرق التدهور طويلة الأمد.

مُعدِّل Sr هو مادة طويلة المفعول المُعدِّل, ، فإن تأثير الانحلال يعادل تأثير الصوديوم (Na)، ولا توجد عيوب مثل تلك المرتبطة بانحلال الصوديوم، مثل قصر مدة تأثير الانحلال والتلوث البيئي. وهو مُعدِّل شائع الاستخدام في الوقت الحالي. في الإنتاج الصناعي، تُستخدم سبيكة الألومنيوم-السترونتيوم (Al-Sr) التي تحتوي على 10% من السترونتيوم بشكل شائع كمُعدِّل. ويتراوح نطاق انصهارها بين 654 و770 درجة مئوية، مما يسهل امتصاصها بواسطة الألومنيوم المنصهر. ويمكن أن يصل معدل الاسترداد إلى 70% إلى 80%، كما أنها سهلة التخزين.

باختصار، يتمتع مُعدِّل Sr بالمزايا التالية: تأثير التدهور جيد، ويمكن الحفاظ على هذا التأثير لمدة 68 ساعة؛ وأثناء عملية التدهور، يتميز بسهولة التشغيل، وهو غير سام، ولا يلوث البيئة، ولا يتسبب في تآكل المعدات، ولا يضر بالصحة. من السهل الحصول على خصائص ميكانيكية مرضية للمسبوكات. كما أن له تأثيرًا معينًا في إعادة الصهر؛ ومعدل إنتاج المسبوكات مرتفع، والفوائد الاقتصادية الشاملة كبيرة.