نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این پژوهش تبلور فازهای Fe۳۶Cr۱۲Mo۱۰ و α-Fe در استحاله غیر شیشه‌ای شدن آلیاژ غیربلورین Fe۵۱Cr۱۸Mo۷B۱۶C۴Nb۴ با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد مطالعه قرار گرفت. به‌منظور ارزیابی سینتیک تبلور، آزمون گرماسنجی افتراقی در نرخ-های گرمایش مختلف انجام شد. نتایج نشان داد که تبلور دو مرحله‌ای منجر به تشکیل فازهای Fe۳۶Cr۱۲Mo۱۰ و α-Fe در ساختار آلیاژ می‌شود. انرژی فعال‌سازی تبلور فازهای Fe۳۶Cr۱۲Mo۱۰ و α-Fe با استفاده از مدل Kissinger-Starink، به‌ترتیب kJ/mol ۷۴۷ و ۸۸۰ اندازه‌گیری شد. نتایج بررسی سینتیکی، مکانیزم رشد کنترل-نفوذی یک بعدی همراه با کاهش نرخ جوانه‌زنی در تشکیل فازهای Fe۳۶Cr۱۲Mo۱۰ و α-Fe را نشان داد.

سمانتاسیون مس از محلول سولفاتی به‌وسیله پودر آلومینیوم با وجود تمایل ترمودینامیکی بالا، به‌علت وجود لایه غیرفعال اکسیدی در سطح آلومینیوم از سرعت نسبتاً کندی برخوردار است. مطالعات پیشین بر تأثیر مثبت حضور مقادیر اندک یون کلرید در کاهش این مشکل تأکید داشته است. در این مقاله تأثیر شرایط گلوله‌زنی هم‌زمان بر سینتیک این فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌های سمانتاسیون با به‌کارگیری آسیای سیاره‌ای در یک جام پلی‌آمید حاوی گلوله‌های آلومینایی به انجام رسید. متغیرهای آزمایش عبارت بودند از تعداد گلوله (۰ و ۴)، دما (۵۵-۲۵ درجه سانتی‌گراد) و زمان (۲۴۰-۰ ثانیه). تمام آزمایش‌ها در شرایط ثابت غلظت یون مس ۶ گرم بر لیتر، غلظت یون کلرید ۷۵ میلی‌گرم بر لیتر، سرعت گردش آسیا ۱۶۰ دور در دقیقه، میانگین اندازه ذرات آلومینیوم ۲۷۹ میکرومتر و غلظت یون هیدروژن برابر ^۳-۱۰×۹۴/۱ مول بر لیتر انجام شدند. نتایج نشان داد با انجام گلوله‌زنی، مرحله انگیزش فرآیند سمانتاسیون به کمتر از ۱۲۰ ثانیه کاهش می‌یابد. محاسبه ثابت سرعت ظاهری سمانتاسیون در شرایط گلوله‌زنی نشان از تأثیر مثبت گلوله‌زنی هم‌زمان روی سینتیک فرآیند مورد بررسی دارد. همچنین انرژی فعال‌سازی برای دوره انگیزش و دوره اصلی واکنش، به ترتیب ۸۶ و ۲۶ کیلوژول بر مول به‌دست آمد و این کاهش چشم‌گیر انرژی فعال‌سازی، به تغییر مکانیسم فرآیند از کنترل شیمیایی به انتقال جرم نسبت داده شد.