تركيبة مادة التلحيم، مادة التلحيم المستخدمة في صب الألومنيوم للمسابك

يتكون التركيب الكيميائي لمواد الصهر المستخدمة في صب الألومنيوم في الغالب من أملاح الهالوجين، وهي شوائب غير متجانسة مقارنةً بمعدن الألومنيوم المنصهر. وبعد الانتهاء من تنقية المعدن المنصهر، يجب تركه لفترة من الوقت حتى تطفو الشوائب أو تستقر، ثم يتم فصلها عن سائل الألومنيوم.

تركيب التدفق

بأخذ Na₃AlF₆ وNa₂SiF₆ كمثالين، فإن Na₃AlF₆ يُحدث التفاعلات التالية في الألومنيوم المنصهر:
2Al₂O₃ + 2Na₃AlF₆ = 3Na₂O·Al₂O₃ + 4AlF₃

يتميز مركب Na₃AlF₆ بدرجة انصهار عالية نسبيًا وقدرة منخفضة على امتصاص الرطوبة. وتؤدي نواتج التحلل إلى تقليل قابلية التبلل في السطح الفاصل بين الألومينا الصلبة ومعدن الألومنيوم المنصهر، مما يسهل فصلها عن الألومنيوم ويساعد على تجفيف الخبث. ومع ذلك، فإن الإفراط في استخدام الفلوريد سيؤدي إلى تفاعل طارد للحرارة عنيف وينتج عنه كمية كبيرة من الغاز السام. يمكن لـ Na3AlF6 امتصاص وذوبان Al2O3، كما يمكنه زيادة التوتر السطحي عند ملامسته للألومنيوم المنصهر وتعزيز عملية الفصل عن الألومنيوم المنصهر.

يمكن لـ AlF₃ الناتج عن التفاعل إزالة العناصر القلوية الترابية مثل الكالسيوم والصوديوم من ذوبان الألومنيوم (صيغة التفاعل هي كما يلي).
AlF + 3Na = Al + 3NaF
2AlF₃ + 3Ca = 2Al + 3CaF₂

تتمثل تفاعل تحلل مادة Na₂SiF₆ في الألومنيوم المنصهر فيما يلي:
Na₂SiF₆ → SiF₄ + 2NaF

يمكن أن يتسبب NaF الناتج عن التفاعل في تآكل الجسم المعدني عند السطح الفاصل بين Al₂O₃ وAl، مما يؤدي إلى انفصال طبقة الأكسيد ميكانيكيًّا، وحلها في مادة التذويب، وبالتالي تنقيتها، وإطلاق كمية صغيرة من الصوديوم (Na) نتيجة للتحلل. أما SiF₄ الناتج فيتطاير في شكل غاز ويتم إزالته جزئيًّا.

يحدث مع Na₂SiF₆ و Al₂O₃ التفاعلات التالية:
3Na₂SiF₆ + 2Al₂O₃ = 2Na₃AlF₆ + 3SiO₂ + AlF₃

يتميز مركب Na₃AlF₆ الناتج بقدرته على امتصاص Al₂O₃، كما يمكن دمجه مع SiO₂ لتكوين خبث كثيف يسهل إزالته.

مع تقدم تكنولوجيا معالجة سبائك الألومنيوم وتطور مذيب من سبائك الألومنيوم في مجال تكنولوجيا التنقية، ظهرت بعض الخصائص الجديدة في عملية تحضير مادة التسييل ومتطلبات أدائها، والتي لا تقتصر على فرض متطلبات أعلى على فعالية التنقية فحسب، بل تفرض أيضًا متطلبات أعلى على مادة التسييل نفسها.

في الوقت الحالي، تتزايد متطلبات تنقية الألومنيوم المنصهر بشكل متزايد، كما أن التركيب المعقد لمكونات مادة التذويب يزيد من احتمال حدوث تلوث ثانوي للألومنيوم المنصهر والبيئة بفعل مادة التذويب نفسها. لذا، فإن تبسيط تركيبة مادة التذويب إلى أقصى حد ممكن هو السبيل الوحيد للتغلب على الآثار الجانبية الناجمة عنها.

Leave a Reply