پایداری فصل مشترک در حین انجماد جهت دار آلیاژهای یوتکتیک‏:

انجماد جهت دار در آلیاژهای یوتکتیک، باعث تشکیل مورفولوژی ‏های گوناگون میشود. این مورفولوژی ها شامل سوزنی، لایه ای، میله ‏ای و گلوله ای شکل است. رشد این مورفولوژی ها معمولا با فصل ‏مشترک مسطح انجام میشود. با این حال در برخی موارد، رشد ‏یوتکتیک ناپایدار شده و ساختار دندریتی یا سلولی ایجاد میشود. این ‏ناپایداری میتواند به سلولی شدن یا دندریتی شده فاز ثانویه و یا هر دو ‏فاز موجود در ساختار گردد. هدف از این پایان نامه آشنائی با شرایط ‏ناپایداری فصل مشترک و نحوه تبدیل یک فاز یا هر دو فاز یوتکتیک ‏به ساختار دندریتی سلولی است. برای این منظور، آزمایشات مورد ‏نیاز در یک سیستم سرامیکی از آلومینا- زیرکونیا ‏‎(Al‏2‏O‏3‏‎- Zro‎‏2‏‎)‎‏ و ‏یک سیستم شفاف آلی از تترابرومیدکربن و هگزکلروراتان‎(CBr‏4‏‎-‎C‏2‏Cl‏6‏‎)‎‏ انجام شد. هدف از این آزمایشات بررسی شرایط پایداری و ‏ناپایداری فصل مشترک و شرایط تبدیل فصل مشترک مسطح به فصل ‏مشترک سلولی یا دندریتی است. مطالعات انجام گرفته نشان میدهند که ‏با افزایش سرعت پیشروی فصل مشترک درجه حرارت فصل مشترک ‏یوتکتیک مسطح کاهش مییابد با این حال با افزایش سرعت پیشروی ‏فصل مشترک و ناپایدار شدن فصل مشترک مسطح، درجه حرارت ‏تشکیل ساختار دو فازی سلولی افزایش یافته و به یک حداکثر رسیده و ‏در نهایت با تبدلیل ساختار سلولی به دندریتی، کاهش مییابد، آزمایشات ‏دقیقی که در دو سیستم سرامیکی و شفاف صورت گرفت انحرافاتی را ‏از مدلهای موجود نشان داد. براساس این نتایج و به منظور تشریح ‏رشد مسطح فازها، مدلی جدید ارائه گردید. مطالعات تجربی درباره ‏ناپایداری یوتکتیک دو فازی و تبدیل آن به یوتکتیک فاز نشان داد که ‏واکنشهائی که در ساختارهای میکروسکوپی صورت میگیرند، موجب ‏بروز نوساناتی در مورفولوژی ها پایدار در شرایط بحرانی میگردند. ‏در این مطالعات، تاثیر سرعت فصل مشترک براین نوسانات بصورت ‏کلی بررسی شد. نتایج نشان میدهند که با افزایش سرعت، میزان ‏نوسانات نیز کاهش مییابند. این نتایج نشان میدهند که یک محدوده ای ‏از سرعت فصل مشترک وجود دارد که موجب تغییر ساختار میگردد. ‏همچنین مشخص شد ترکیب شیمیایی تاثیر فراوانی بر نوسانات ‏مورفولوژی خواهد گذارد. هرچه انحراف از ترکیب یوتکتیک بیشتر ‏باشد. نوسانات فصل مشترک نیز افزایش بیشتری خواهند یافت.

نویسنده:مهندس نجم الدین عرب