លក្ខណៈនៃដំណើរការបន្ទះសាំងវិច បន្ទះសាំងវិច អាលុយមីញ៉ូមកាបូនដែលដាក់ប្រាក់បញ្ញើដោយទង់ដែង បើប្រៀបធៀបទៅនឹងបន្ទះសាំងវិច Foam អាលុយមីញ៉ូមធម្មតា។

សាំងវិចអាលុយមីញ៉ូមបន្ទះ (AFS) មានការរួមបញ្ចូលគ្នានៃលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារដូចជា ដង់ស៊ីតេទាប កម្លាំងជាក់លាក់ខ្ពស់ ការស្រូបយកថាមពលអំណោយផល សមត្ថភាពសម្ងួត និងការការពារអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ លក្ខណៈសម្បត្តិដ៏អស្ចារ្យទាំងនេះធ្វើឱ្យ AFS មានសក្តានុពលដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុងវិស័យអាកាសចរណ៍ ការដឹកជញ្ជូន និងដែនសមុទ្រ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងពពុះដែកទទេ បន្ទះលោហធាតុខាងក្រៅរបស់ AFS អាចបិទស្នោប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចដ៏ទូលំទូលាយរបស់វា ដូចជាកម្លាំង tensile និងពត់កោង។ ជាទូទៅ AFS ត្រូវបានប្រឌិតដោយវិធីសាស្រ្តនៃការភ្ជាប់ adhesive ដែលរួមបញ្ចូលការភ្ជាប់ស្នោអាលុយមីញ៉ូមទៅនឹងបន្ទះដែករឹងដោយប្រើជ័រ epoxy adhesive ។

ទោះបីជាវិធីសាស្រ្តនៃការភ្ជាប់ adhesive មានប្រសិទ្ធភាពបង្កើនការសើមរចនាសម្ព័ន្ធក៏ដោយ វាត្រូវបានអមដោយការកំណត់ រួមទាំងបញ្ហាប្រឈមក្នុងការកែច្នៃឡើងវិញ និងភាពងាយនឹងទទួលរងការបរាជ័យក្នុងការ delamination ក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬ corrosive ។ ដើម្បីដោះស្រាយដែនកំណត់ទាំងនេះ កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងស្រាវជ្រាវយ៉ាងទូលំទូលាយត្រូវបានឧទ្ទិសដល់ការសម្រេចបាននូវការផ្សារភ្ជាប់លោហៈរវាងបន្ទះ និងស្រទាប់ស្នូល។

បច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្រ្តរៀបចំដ៏លេចធ្លោសម្រាប់ AFS ដែលមានបំណងសម្រេចបាននូវការផ្សារភ្ជាប់លោហធាតុ ជាទូទៅត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាបីប្រភេទ៖ ការផ្សារ ការរលាយពពុះ និងវិធីសាស្ត្រលោហធាតុម្សៅរមៀល។ ក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្តទាំងនេះ វិធីសាស្ត្រលោហធាតុម្សៅរំកិលវេចខ្ចប់ត្រូវបានចាត់ទុកថាល្អជាងសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើស និងសម្រេចបាននូវពពុះសីតុណ្ហភាពទាប។ ការងារពីមុនរបស់យើងបានប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យានេះដើម្បីផលិត AFS ដែលមានទំហំធំជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិពង្រីក និងរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកាកាន់តែប្រសើរឡើងសម្រាប់កម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។

ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃការបង្ហាប់ទាបនៃស្នូលស្នោ ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃកម្លាំងមេកានិចនៃ AFS ត្រូវបានកំណត់ ដូច្នេះការកែលម្អបន្ថែមទៀតនៃកម្លាំងនៃស្នូលស្នោគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ AFS ។

កាលបរិច្ឆេត, វិធីសាស្រ្តទូទៅបានរាយការណ៍ដើម្បីកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចបង្ហាប់នៃពពុះអាលុយមីញ៉ូមមានដូចខាងក្រោម៖ ការព្យាបាលលើផ្ទៃ ការព្យាបាលកំដៅ និងការពង្រឹងដោយការបន្ថែមភាគល្អិត សរសៃ ធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ។ ជាងនេះទៅទៀត ការធ្វើលោហៈលើផ្ទៃនៃសរសៃកាបូន ដោយការបិតអេឡិចត្រូ ឬបន្ទះគីមីដូចជា បន្ទះស្ពាន់ ឬនីកែល ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសំណើមនៃសរសៃកាបូននៅក្នុងការរលាយអាលុយមីញ៉ូម និងជៀសវាងប្រតិកម្មអន្តរមុខដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់រវាងសរសៃកាបូន និងការរលាយអាលុយមីញ៉ូម។ ជាតិសរសៃកាបូនខ្លីឥឡូវនេះត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីពង្រឹងសមាសធាតុម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូម។

Bhav Singhetal ។ សរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែងដែលបានរៀបចំបានពង្រឹងសមាសធាតុម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូមដោយវិធីសាស្ត្រកូរ។ Muetal ។ សមាសធាតុម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូដែលត្រូវបានប្រឌិតត្រូវបានពង្រឹងជាមួយនឹងជាតិសរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយនីកែល ដោយប្រើវិធីចាក់ពីរវិល។ លទ្ធផលបានបង្ហាញពីការពង្រឹងយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងកម្លាំង tensile នៃសមាសធាតុជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃសរសៃកាបូន។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ មានការស្រាវជ្រាវនៅមានកម្រិតដែលបានធ្វើឡើងស្នោអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានពង្រឹងជាមួយនឹងសរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែង។ Caoetal ។ សរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែងដែលបានរៀបចំជាលើកដំបូងបានពង្រឹងស្នោអាលុយមីញ៉ូមតាមរយៈវិធីសាស្ត្ររលាយ។ លទ្ធផលបង្ហាញថា 0.35 vol% នៃ Cf អាចរក្សាលំនឹងនៃ Foam អាលុយមីញ៉ូម ដោយការពារការប្រេះស្រាំនៃខ្សែភាពយន្តរាវ ហើយបរិមាណសរសៃដែលបន្ថែមទៅ Foam កាន់តែមានស្ថេរភាព។ Muetal ។ បានបង្ហាញថាលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការសើមនៃ Foam អាលុយមីញ៉ូមដែលរៀបចំដោយវិធីរលាយ Foaming ត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការបន្ថែម Cf ។

ដូច្នោះហើយ គេអាចសន្និដ្ឋានបានថា ការបន្ថែម Cf អាចជាយុទ្ធសាស្រ្តដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយ ក្នុងការធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃពពុះ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់ពពុះអាលុយមីញ៉ូម. ជាងនេះទៅទៀត មិនទាន់មានរបាយការណ៍ស្តីពីការពង្រឹងបន្ទះសាំងវិច Foam អាលុយមីញ៉ូមធ្វើពីសរសៃកាបូនដែលធ្វើពីទង់ដែងដែលបានរៀបចំតាមរយៈវិធីសាស្រ្តលោហធាតុម្សៅ ដែលជំរុញអ្នកស្រាវជ្រាវឱ្យអនុវត្តការសិក្សាស៊ីជម្រៅបន្ថែមទៀតនៅក្នុងវិស័យនេះ។

ការសិក្សាជាច្រើនត្រូវបានអនុវត្តលើយន្តការ nucleation និងស្ថេរភាពនៃពពុះអាលុយមីញ៉ូមជាមួយនឹងការបន្ថែមនៃដំណាក់កាលពង្រឹង។ ភាពខុសគ្នានៃចំនួនរន្ធញើស និងទម្រង់នៃរន្ធញើស

ដូចជាទំហំ ការចែកចាយ និងរូបរាង ជាធម្មតាត្រូវបានសន្មតថាជាយន្តការនុយក្លេអ៊ែរ និងស្ថេរភាព។ ឥទ្ធិពលនុយក្លេអែរមិនទៀងទាត់ និងយន្តការស្ថេរភាពបណ្តាញអុកស៊ីដនៅក្នុងប្រព័ន្ធលោហធាតុម្សៅត្រូវបានស៊ើបអង្កេតយ៉ាងពេញលេញ។ ម្សៅយ៉ាន់ស្ព័រ Quaternary ដែលមានសារធាតុ Al-Si-Mg-Cu ដែលប្រើក្នុងក្រដាសនេះបានបង្ហាញពីអត្រាពង្រីកពិសេស និងសីតុណ្ហភាពពពុះទាប ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពរឹងនៃ 507 ◦C និងសីតុណ្ហភាពរាវនៃ 596 ◦C ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មានការខ្វះខាតនៃការស្រាវជ្រាវទាក់ទងនឹងយន្តការ nucleation ស្ថេរភាព និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃការបង្រួមនៃម្សៅដែលមានសមាសធាតុ alloy ពិសេសនេះ ជាពិសេសនៅពេលបញ្ចូល Cf ។ នៅក្នុងការងារមុនៗ ការស៊ើបអង្កេតលើយន្តការនុយក្លេអែរ និងស្ថេរភាពត្រូវបានធ្វើឡើងជាចម្បងតាមរយៈវិធីសាស្ត្រដែលមិនមាននៅក្នុងកន្លែង ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការវិភាគ tomographic នៃសំណាកដែលត្រជាក់យ៉ាងឆាប់រហ័សបន្ទាប់ពីការរំខាននៃពពុះ។ ជាអកុសល nucleation ពពុះ submicron កើតឡើងជាចម្បងកំឡុងពេលកំដៅមុនគេ និងពង្រីកយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងចន្លោះពេលចន្លោះពី 100 ms ទៅ 1 s ដែលជារឿយៗបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមសម្រាប់ការសង្កេតតាមពេលវេលាជាក់ស្តែង។ បច្ចេកទេសថតរូបភាពកាំរស្មីអ៊ិចដោយកាំរស្មី synchrotron ទំនើបមានថាមពលខ្ពស់ និងដំណោះស្រាយ spatiotemporal ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានពេលវេលាជាក់ស្តែងក្នុងការសង្កេតមើលដំណើរការនៃ nucleation និងការលូតលាស់នៃពពុះអាលុយមីញ៉ូមនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង។ បច្ចុប្បន្ននេះ មានតែអ្នកស្រាវជ្រាវនៅមានកម្រិតប៉ុណ្ណោះដែលបានស្វែងយល់ពី kinetics foaming នៃម្សៅ alloy Al-Si-Mg ដោយវិទ្យុសកម្ម synchrotron ។ ឧទាហរណ៍ García-Morenoetal ។ បានរាយការណ៍ពីបាតុភូតថាមវន្តសំខាន់ៗនៅក្នុងពពុះអាលុយមីញ៉ូមរាវ រួមទាំងការបំបែក និងការលូតលាស់ ការរៀបចំឡើងវិញនៃពពុះ ការដករាវ ការប្រមូលផ្តុំ និងការបំបែកខ្សែភាពយន្ត។ Kamm et al ។ បានសិក្សាពីដំណើរការនុយក្លេអ៊ែរ និងការលូតលាស់នៃពពុះអាលុយមីញ៉ូម AlSi8Mg4 ដោយវិទ្យុសកម្ម synchrotron ។ ការរកឃើញរបស់ពួកគេបានបង្ហាញថាអ៊ីដ្រូសែនដែលបង្កើតតាមរយៈការ decomposition នៃ adsorbates នៅលើផ្ទៃម្សៅលោហៈតំណាងឱ្យយន្តការ nucleation ដ៏សំខាន់មួយផ្សេងទៀត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អន្តរកម្មក្នុងចំណោមសមាសធាតុមុនគេគឺមានភាពស្មុគ្រស្មាញ ហើយសក្ដានុពលនៃការបង្កើតពពុះអាចត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយសមាសភាពរបស់វា។ សម្រាប់ទាំងប្រព័ន្ធម្សៅ Al-Si-Cu-Mg និងប្រព័ន្ធម្សៅ Al-Si-Cu-Mg ជាមួយនឹងការបន្ថែម Cf ការយល់ដឹង និងការរុករកការចាប់ផ្តើម និងការរីកលូតលាស់នៃ Foam ដែកគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍរចនាសម្ព័ន្ធបន្ថែមទៀតនៃ Foam ដើម្បីបង្កើនលក្ខណៈសម្បត្តិ។ សម្រាប់កម្មវិធី។

នៅក្នុងការងារនេះ Cf/AFS និង AFS ជាមួយនឹងការភ្ជាប់អន្តរផ្ទៃលោហៈត្រូវបានរៀបចំដោយវិធីសាស្ត្រលោហធាតុម្សៅរមៀល។ ការវិវត្តនៃពពុះនៃ Cf/AFS និង AFS ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងទីតាំងដោយវិទ្យុសកម្ម synchrotron ដើម្បីបង្ហាញពីយន្តការនៃ Cf លើការបង្កើតពពុះ ការលូតលាស់ និងការរួមបញ្ចូលគ្នា និងស្ថេរភាព។ លើសពីនេះទៀត Cf/AFS និង AFS ត្រូវបាន foamed នៅ 620 ◦C សម្រាប់រយៈពេល 15 នាទីនៅក្នុងឡ។ បនា្ទាប់មក ការចែកចាយទំហំរន្ធញើស រចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើស និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចបង្ហាប់នៃសំណាកស្នោត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈ និងធ្វើតេស្ត។ ដោយផ្អែកលើការសិក្សាដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ រចនាសម្ព័ន្ធ និងកម្លាំងបង្ហាប់នៃ Cf/AFS និង AFS ត្រូវបានវាយតម្លៃជាប្រព័ន្ធ។

2. សម្ភារៈនិងវិធីសាស្រ្ត

២.១. វត្ថុធាតុដើម

វត្ថុធាតុដើមចំនួនប្រាំមួយត្រូវបានគេប្រើសម្រាប់ការរៀបចំ AFS និង Cf/AFS: ម្សៅ Al (ទំហំមធ្យម: 45 μm, ភាពបរិសុទ្ធ> 99.70%), ម្សៅ Si (ទំហំមធ្យម: 38 μm, ភាពបរិសុទ្ធ> 99,50%), ម្សៅ Cu (ទំហំមធ្យម: 38 μm, ភាពបរិសុទ្ធ> 99.90%), ម្សៅ Mg (ទំហំមធ្យម: 75 μm, ភាពបរិសុទ្ធ > 99.70%), ម្សៅ TiH2 (ទំហំមធ្យម: 45 μm, ភាពបរិសុទ្ធ> 99.70%), និងជាតិសរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែង (ទំហំមធ្យម: 1～2 mm, កម្រាស់នៃទង់ដែង: 1.4 μm)។

២.២. ការបង្កើត Cf/AFS

គ្រោងការណ៍នៃវិធីសាស្រ្តលោហធាតុម្សៅរំកិលវេចខ្ចប់ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ១. ក្នុងដំណាក់កាលលាយ ម្សៅ AlSi6Mg4Cu4 យ៉ាន់ស្ព័រ quaternary ត្រូវបានរៀបចំដោយមានម្សៅ Al, Si, Cu និង Mg ក្នុងសមាមាត្រ 86 wt%, 6 wt%, 4 wt%, និង 4 wt% រៀងគ្នា។ ម្សៅ TiH2 អុកស៊ីតកម្ម 1 wt% (ការព្យាបាលកំដៅក្នុងខ្យល់រយៈពេល 1.5 ម៉ោងនៅ 470 ◦C) ត្រូវបានបន្ថែមជាភ្នាក់ងារផ្លុំដែលបញ្ចេញ H2 យ៉ាងលឿននៅសីតុណ្ហភាពរលាយ ពង្រីកការរលាយ។ លើសពីនេះទៀត 0.5 wt% នៃសរសៃកាបូនត្រូវបានដាក់បញ្ចូលជាដំណាក់កាលពង្រឹង។ គួរកត់សម្គាល់ថា ដើម្បីបង្កើនភាពសើម និងការពារប្រតិកម្មដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់ដូចជា Al4C3 នៅឯចំណុចប្រទាក់រលាយនៃជាតិសរសៃអាលុយមីញ៉ូក្នុងអំឡុងពេលបង្កើតពពុះ សរសៃកាបូនត្រូវបានស្រោបដោយទង់ដែងតាមរយៈអេឡិចត្រូត។ ដំណើរការ electroplating ត្រូវបានពិពណ៌នានៅក្នុង Refs ។រូប ២បង្ហាញពីសរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែង ដែលទទួលបានដោយដំណើរការផ្លាស្ទិចអេឡិចត្រូលីត។ ថ្នាំកូតមានការគ្របដណ្តប់ឯកសណ្ឋាននិងបន្តនៃផ្ទៃសរសៃ(រូប ២(ក)–(ខ)). បនា្ទាប់មក សមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រខុសៗគ្នាដែលប្រើក្នុងការសិក្សានេះត្រូវបានរៀបចំដោយលាយម្សៅដែលបានរៀបរាប់ខាងលើយ៉ាងហ្មត់ចត់ដោយមាន និងគ្មាន Cf នៅក្នុងឧបករណ៍លាយបីវិមាត្រសម្រាប់រយៈពេល 3 ម៉ោង។ ម្សៅ​លាយ​ស្មើ​គ្នា​ត្រូវ​បាន​រុំ​ក្នុង​រន្ធ​បិទ​ជិត បន្ត​ដោយ​នីតិវិធី​រំកិល​ត្រជាក់ និង​ក្តៅ។

ដំណាក់កាលរំកិលត្រជាក់មានប្រសិទ្ធភាពជម្លៀសខ្យល់ចេញពីក្នុងបែហោងធ្មែញ និងចន្លោះប្រហោងរវាងភាគល្អិតតាមរយៈបណ្តុំនៃបណ្តុំជាច្រើន និងការធ្លាក់ទឹកចិត្តតូចៗ។ ដំណាក់កាលរំកិលក្តៅធានាថាមុនគេសម្រេចបាននូវដង់ស៊ីតេដែលទាក់ទងលើសពី 98% តាមរយៈការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយនៃបន្ទះ និងម្សៅ ដែលជួយសម្រួលដល់ដំណើរការបង្កើតពពុះជាបន្តបន្ទាប់។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការរមូរលម្អិតត្រូវបានពិពណ៌នានៅក្នុង Refs ។ AFS និង Cf/AFS មុនគេដែលអាច Foamable ត្រូវបានទទួលតាមរយៈដំណើរការដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ។ ទីបំផុត សារធាតុមុនដែលអាចរលាយបានទាំងពីរត្រូវបានកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព 620 ◦C សម្រាប់រយៈពេល 15 នាទី ដើម្បីផលិតគំរូ Cf/AFS និង AFS ដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការវិភាគទំហំរន្ធញើស លក្ខណៈមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ និងការធ្វើតេស្តលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចបង្ហាប់។

២.៣. លក្ខណៈនិងវិធីសាស្រ្តសាកល្បង

២.៣.១. លក្ខណៈមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ

រចនាសម្ព័ន្ធរូបវិទ្យានៃ Cf/AFS និង AFS ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយការស្កែនមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង (SEM, Zeiss Ultra Plus) ។ Energy dispersive spectroscopy (EDS) ត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់សមាសភាពនៃដំណាក់កាលផ្សេងៗនៅក្នុងជញ្ជាំងកោសិកានៃសំណាកដែលមានពពុះ។ ផ្នែកបណ្តោយនៃសំណាកត្រូវបានទទួលដោយការកាត់សំណាកដែលមានពពុះ ដោយប្រើម៉ាស៊ីនឆក់អគ្គិសនី (EDM, DK7745)។ បន្ទាប់ពីនេះ ផ្នែកបណ្តោយរបស់គំរូត្រូវបានស្រោបដោយថ្នាំលាប ហើយបន្ទាប់មកបានបូមខ្សាច់ និងប៉ូលាដោយប្រើក្រដាសខ្សាច់ 800-grit និង 1500-grit រៀងគ្នា។ ទីបំផុត អង្កត់ផ្ចិតកោសិកាសមមូល (Dmean) នៃផ្នែកឆ្លងកាត់គំរូប៉ូលា ត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើកម្មវិធីវិភាគរូបភាព Image Pro Plus 6.0។

រូប ១.គ្រោងការណ៍នៃវិធីសាស្រ្តលោហធាតុម្សៅរមៀលវេចខ្ចប់។

រូប ២.រូបភាព SEM នៃ (a) សរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែង និង (b) បង្ហាញទិដ្ឋភាពពង្រីកនៃតំបន់ដែលត្រូវបានសម្គាល់ដោយការ៉េក្រហមនៅក្នុង (a) ។ រូបភាព (c) និង (d) គឺជាលទ្ធផល EDS នៃចំនុច A ក្នុង (b)។

រូប ៣.ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃការរៀបចំពិសោធន៍វិទ្យុសកម្ម synchrotron ។

២.៣.២. ការសង្កេតឃើញពពុះនៅក្នុងទីតាំងដោយវិទ្យុសកម្ម synchrotron

ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃការរៀបចំការពិសោធន៍វិទ្យុសកម្ម synchrotron ត្រូវបានគូសវាសនៅក្នុងរូប ៣. ការពិសោធន៍ត្រូវបានធ្វើឡើងនៅ beamline 4W1A នៃរោងចក្រផលិតវិទ្យុសកម្ម Beijing Synchrotron (BSRF, Beijing Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, China)។ មិនដូចការថតរូបភាពស្រូប-កម្រិតពណ៌ធម្មតាទេ ក្រដាសនេះប្រើប្រាស់រូបភាពកម្រិតពណ៌ដំណាក់កាលជាមួយប្រភពពន្លឺវិទ្យុសកម្ម Synchrotron ។ វិធីសាស្រ្តនេះដោះស្រាយដែនកំណត់នៃការស្រូបទាញតាមបែបប្រពៃណី ដែលមិនមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការមើលឃើញសារធាតុដែលស្រូបយកខ្សោយ។ ដំណើរការពពុះនៃសំណាកត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងឡដែលរចនាឡើងដោយពពុះដែលមានបង្អួចការ៉េ 15 ម x 15 មម ដែលដាក់ទីតាំងកាត់កែងទៅនឹងទិសកាំរស្មីអ៊ិច។ ទំហំគំរូ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 3 វាស់ 15 mm × 15 mm × 2 mm។ សំណាកគំរូត្រូវបានដាក់ក្នុងផ្សិតពពុះដែលមានចំនួនជាក់លាក់នៃសន្លឹកសេរ៉ាមិច។ ពេញមួយដំណើរការបង្កើតពពុះ កាំរស្មីអ៊ិចអាចឆ្លងកាត់គំរូ និងត្រូវបានថតដោយកាមេរ៉ាឧបករណ៍ភ្ជាប់បន្ទុក (CCD) ។ ប្រភពកាំរស្មីអ៊ិចដែលបានជ្រើសរើសដំណើរការនៅអាំងតង់ស៊ីតេនៃ 20 Kev និងទំហំមើលអតិបរមានៃ 7.4 mm × 7.4 mm ត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីបើកការសង្កេតយ៉ាងទូលំទូលាយនៃដំណើរការពពុះទាំងមូល។

គួរកត់សម្គាល់ថាសំណាកដែលបានសង្កេតត្រូវបានដាក់ក្នុងលក្ខណៈកាត់កែងទៅទាំងទិសរំកិល និងទិសតង់សង់។ ទាំងមុនគេដែលមាន 0.5 wt% Cf និងអ្នកដែលមិនមាន 0.5 wt% Cf បានយកបន្ទះចំហៀងរបស់ពួកគេចេញពីផ្នែកទាំងពីរនៃគំរូដោយប្រើ EDM ។ ឥទ្ធិពលនៃ Cf លើលក្ខណៈនៃពពុះអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានស៊ើបអង្កេត។ ជាងនេះទៅទៀត សារធាតុមុនដែលមានសមាសធាតុផ្សំផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានពពុះនៅក្នុងឡកំដៅដូចគ្នានៅសីតុណ្ហភាពកំណត់ជាមុននៃ 620 ◦C។

២.៣.៣. ការធ្វើតេស្តលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចបង្ហាប់

សំណាកបង្ហាប់ត្រូវបានកាត់ចូលទៅក្នុងសំណាករាងស៊ីឡាំងដែលមានកម្ពស់ 23 ម.ម និងអង្កត់ផ្ចិត 20 ម.ម ដោយ EDM ហើយគ្រប់ទិសទាំងអស់ត្រូវបានធានាថាមានរន្ធញើសពេញលេញយ៉ាងហោចណាស់ 10 ដើម្បីជៀសវាងផលប៉ះពាល់នៃទំហំ។ ការធ្វើតេស្តបង្ហាប់ឋិតិវន្តត្រូវបានអនុវត្តតាមស្តង់ដារ ISO13314-2011 និង GB/T31930-2015 ដោយប្រើម៉ាស៊ីនតេស្តសម្ភារៈសកលអេឡិចត្រុង AG-XPLUS ដែលមានសមត្ថភាពផ្ទុកអតិបរមា 100 KN ។ សំណាកចំនួនបីត្រូវបានធ្វើតេស្តសម្រាប់ក្រុមនីមួយៗ ហើយខ្សែកោងភាពតានតឹង-សំពាធក្នុងក្រដាសនេះតំណាងឱ្យលទ្ធផលជាមធ្យមដែលទទួលបានពីគំរូដែលបានសាកល្បងទាំងបី។ ការធ្វើតេស្តទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្តក្រោមការគ្រប់គ្រងការផ្លាស់ទីលំនៅ ដោយរក្សាបាននូវល្បឿនឆ្លងកាត់ក្បាលថេរនៃ 2 មីលីម៉ែត្រ / នាទី (ដែលត្រូវនឹងអត្រាសំពាធដំបូង 10− 3 s− 1) នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

រូប ៤.រូបភាពវិទ្យុសកម្ម synchrotron ដែលវិវឌ្ឍន៍តាមពេលវេលានៃដំណើរការបង្កើតពពុះ Cf/AFS៖ (a) មុនគេដែលគ្មានពពុះនៅ t0 ពេលនៃ 380 ◦C; (b)–(c) ការរំលាយសារធាតុទង់ដែង និងប្រភេទ II nucleation កំឡុងពេលរលាយមុនគេ; (ឃ)–(g) ដំណើរការស្នូល និងដំណើរការលូតលាស់នៃពពុះខុសធម្មតា; និង (h)–(i) ពពុះបញ្ចូលគ្នា និងការប្រេះឆា។

3. លទ្ធផល និងការពិភាក្សា

៣.១. ឥរិយាបថ​ពពុះ​នៅ​កន្លែង​ក្រោម​វិទ្យុសកម្ម synchrotron

៣.១.១. ការវិវត្តនៃ Foam នៃ Cf/AFS

រូប ៤បង្ហាញស៊េរីនៃរូបភាពវិទ្យុសកម្ម synchrotron ដែលពណ៌នាអំពីដំណើរការបង្កើតពពុះនៃ Cf/AFS ។ រូបភាពដើមរបស់ Cf/AFS(រូប ៤ (ក))ត្រូវបានចាប់យកនៅពេលដែលម៉ាទ្រីសស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពរឹងនៅ 380 ◦C ហើយពេលនេះត្រូវបានកំណត់ជា t0 ។ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងសមាសធាតុផ្សេងទៀតនៅក្នុងបុព្វបទ Cf លេចឡើងពណ៌ខ្មៅនៅក្នុងម៉ាទ្រីសដែលសំបូរទៅដោយអាលុយមីញ៉ូមពណ៌ប្រផេះ។ នេះអាចត្រូវបានសន្មតថាមានមាតិកាទង់ដែងខ្ពស់នៅលើផ្ទៃសរសៃដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ២(គ)–(ឃ)ដែលមានម៉ាស់អាតូមដែលទាក់ទងច្រើនជាងគេ បើប្រៀបធៀបទៅនឹងសមាសធាតុផ្សេងទៀតនៃសារធាតុមុនគេ។ ជាងនេះទៅទៀត Cf ភាគច្រើនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញថា មានការបែកខ្ញែក និងដាច់ដោយឡែក ជាជាងការប្រមូលផ្តុំគ្នាដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ៤(ក). នេះបញ្ជាក់ថាជាមួយនឹងការបន្ថែម 0.5 wt% នៃ Cf ដំណើរការកូរ 3 ម៉ោងអាចទទួលបានស្ថានភាពនៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយដែលចង់បាន។

នៅ t0 + 194s (ដូចបានឃើញក្នុងរូប ៤(ខ)) ចំនួនដ៏ច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់នៃពពុះពណ៌សជិតស្វ៊ែរដែលមានអង្កត់ផ្ចិតចាប់ពី 90 μm ដល់ 180 μm អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូមពណ៌ប្រផេះ (សម្គាល់ដោយសញ្ញាព្រួញក្រហម) ។ ចំនួនពពុះបានបន្តកើនឡើងក្នុងរយៈពេល 46 វិនាទី ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូប ៤(គ). លើសពីនេះទៀតការផ្លាស់ប្តូរគួរឱ្យកត់សម្គាល់មួយទៀតដែលកើតឡើងនៅក្នុងម៉ាទ្រីសគឺថាពពុះតូចៗមួយចំនួនមាននិន្នាការបង្កើតនៅលើផ្ទៃ Cf ជាមួយនឹងការចាប់ផ្តើមនៃការរំលាយ Cu (សម្គាល់ដោយប្រអប់ចំនុចក្រហម) ។ បាតុភូត​នេះ​ទំនង​ជា​ត្រូវ​បាន​សន្មត​ថា​ជា​ប្រភេទ​ទី II nucleation ដែល​កើត​ឡើង​ក្នុង​ការ​បង្រួម​ម្សៅ​ដែល​មាន​ស្ពាន់។ វាត្រូវបានទទួលស្គាល់យ៉ាងទូលំទូលាយថាការបន្ថែម Cu ថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនូវសីតុណ្ហភាពរលាយនៃយ៉ាន់ស្ព័រ។ នេះបណ្តាលឱ្យមានការរលាយដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មជុំវិញភាគល្អិតម្សៅនីមួយៗនៅក្នុងម្សៅមុនគេដែលមានម្សៅទង់ដែងកំឡុងពេលដំណើរការកំដៅ បង្កើតបរិមាណដ៏ច្រើននៃ Al-Si-Mg-Cu quaternary eutectic រលាយនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ អាងរលាយ eutectic quaternary មាននិន្នាការទៅជាតំបន់ខ្សោយនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ ហើយងាយនឹងមានសារធាតុ nucleation ។ ជាលទ្ធផល ពពុះទំនងជានឹងនុយក្លេអ៊ែ ហើយដុះនៅជិតស្រទាប់ទង់ដែងលើផ្ទៃសរសៃ។ លើសពីនេះ ប្រភាគរាវទាបនៅក្នុងម៉ាទ្រីសនៅពេលនេះបណ្តាលឱ្យឧស្ម័នដែលបានមកពីការរលាយនៃ TiH2 ងាយកកកុញនៅក្នុងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូម។ នុយក្លេអែរប្រភេទទី 2 អាចជៀសវាងឧស្ម័នបង្គរដែលបង្ខំឱ្យម៉ាទ្រីសប្រភាគរាវទាបដាច់ពីគ្នា និងបន្តសាយភាយតាមរយៈអង្គធាតុរាវ ដែលបណ្តាលឱ្យបាត់បង់បរិមាណអ៊ីដ្រូសែនយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ។

រូប ៤(ឃ)បង្ហាញពពុះដំបូងបង្អស់ nucleate និងដុះលើតំបន់ Cf នៅពេលដែលម៉ាទ្រីសរលាយទាំងស្រុង ហើយទីតាំងពពុះត្រូវគ្នាទៅនឹងស្រទាប់ស្ពាន់ដែលបាត់ (សម្គាល់ដោយប្រអប់ចំនុចក្រហម)។ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងល្អដែលការបន្ថែមនៃដំណាក់កាលបន្ទាប់បន្សំបង្កើនចំនួននៃទីតាំង nucleation ខុសធម្មតា ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយរបាំងថាមពលសម្រាប់ការបង្កើតពពុះថ្មីនៅក្នុង alloy រលាយ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ អត្រានុយក្លេអ៊ែរគឺទាក់ទងទៅនឹងផ្ទៃ nucleation ខុសធម្មតាសរុបក្នុងមួយឯកតា។ អាស្រ័យហេតុនេះ វាអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញថា ពពុះដំបូងមាន nucleate នៅកន្លែងដែលសរសៃកាបូនស្ថិតនៅ និងពង្រីកតាមបណ្តោយប្រវែងនៃសរសៃកាបូន។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃប្រភាគរលាយ ពពុះថ្មីជាច្រើនបន្តផុសចេញពីរូប 4(e)–4(g). ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អត្រានៃការរួមបញ្ចូលគ្នាដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម និងការប្រេះឆានៃពពុះគឺយឺត ដែលបង្ហាញថាពពុះមានស្ថេរភាពខ្ពស់។ នៅ t0+426s ចំនួននៃពពុះកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង និង

បរិមាណមុនគេបង្ហាញពីការពង្រីកដ៏ធំ(រូបទី ៤(ម៉ោង)). លើសពីនេះ ការកើតឡើងនៃការរួមបញ្ចូលគ្នានៃពពុះមួយចំនួន (សម្គាល់ដោយសញ្ញាព្រួញក្រហម) ដែលពពុះតូចៗត្រូវបានស្រូបយកដោយធំជាងដោយសារភាពចាស់ទុំរបស់ Ostwald គឺជាដំណើរការជៀសមិនរួចក្នុងអំឡុងពេលនៃការវិវត្តនៃពពុះលោហធាតុ [40] ។ បាតុភូតនៃភាពចាស់ទុំនេះក៏បណ្តាលឱ្យមានរូបរាងនៃពពុះតូចៗមួយចំនួនធំ និងមិនទៀងទាត់ (សម្គាល់ដោយសញ្ញាព្រួញក្រហមនៅក្នុងរូប ៤(i))

រូប ៥.រូបភាពវិវត្តន៍តាមពេលវេលានៃដំណើរការបង្កើតពពុះនៃ AFS នៅដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នា៖ (ក) មុនគេដែលមិនរលាយនៅ t0 ពេលនៃ 380 ◦C; (b) ការរលាយនៃទង់ដែងនៃធាតុ និង nucleation ប្រភេទ II កំឡុងពេលរលាយមុនគេ; (គ) ដំណើរការនុយក្លេអ៊ែរ និងការលូតលាស់នៃពពុះ; និង (d)–(f) ពពុះបញ្ចូលគ្នា និងការប្រេះឆា។

៣.១.២. ការវិវត្តន៍នៃ Foam នៃ AFS

រូបភាពទី 5 បង្ហាញពីស៊េរីនៃរូបភាពវិទ្យុសកម្ម synchrotron ដែលបង្ហាញពីដំណើរការបង្កើតពពុះនៃ AFS ។ ស្រដៀងទៅនឹង Cf/AFS រូបភាពដំបូងសម្រាប់លំដាប់វិទ្យុសកម្ម synchrotron ត្រូវបានថតនៅពេលដែល AFS ស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលរឹងនៅ 380 ◦C (សូមមើលរូប ៥(ក)) នៅពេលដែលម៉ាទ្រីសត្រូវបានកំដៅលើសពីសីតុណ្ហភាពរឹង ពពុះពណ៌សតូចៗអាចមើលឃើញនៅក្នុងរូប ៥(ខ) និង (គ)ដែលបណ្តាលមកពីការរលាយនៃ TiH2 និងការកើតឡើងនៃប្រភេទ II nucleation នៅក្នុងតំបន់សម្បូរ Cu ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ចំនួននៃពពុះដែលបានបង្កើត និងដង់ស៊ីតេនៃការចែកចាយរបស់វានៅក្នុងរូប ៥(គ)ទាបជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងរូប ៤(គ). នេះបង្ហាញថា Cf/AFS ផ្តល់នូវបណ្តាញបន្ថែមទៀតសម្រាប់ការបញ្ចេញឧស្ម័នដំបូងក្នុងអំឡុងពេល nucleation ការពារការហួសប្រមាណនៃការបង្កើតស្នាមប្រេះនៅក្នុងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូមជាមួយនឹងប្រភាគរាវទាប។

ចំនួនតិចជាងនៃទីតាំង nucleation AFS និងប្រូបាប៊ីលីតេខ្ពស់នៃការលូតលាស់ពពុះមិនធម្មតាបើប្រៀបធៀបទៅនឹង Cf/AFS អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញពីរូប 5(d)–(f). ការវិវត្តនៃពពុះ AFS គឺមិនទៀងទាត់ទេ ហើយទំហំរបស់វាបង្ហាញភាពប្រែប្រួលយ៉ាងទូលំទូលាយដោយសារតែការរួមរស់គ្នានៃពពុះទំហំមីក្រូម៉ែត្រទាំងពីរ និងពពុះធំទំហំមីលីម៉ែត្រខុសធម្មតា (សម្គាល់ដោយសញ្ញាព្រួញក្រហម)។ លើសពីនេះទៅទៀត អស្ថិរភាព និងភាពមិនដូចគ្នានេះក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការនុយក្លេអ៊ែរដំបូងអាចបណ្តាលឱ្យមានភាពខុសគ្នាយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសចុងក្រោយ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរវាង AFS និង Cf/AFS ។

៣.២. ការវិភាគម៉ាក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ

ដើម្បីស៊ើបអង្កេតភាពខុសគ្នានៃរូបវិទ្យារន្ធញើសម៉ាក្រូស្កូប និងអង្កត់ផ្ចិតរន្ធរវាង AFS និង Cf/AFS រចនាសម្ព័ន្ធសាំងវិចពីរត្រូវបានរៀបចំក្រោមលក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍នៅសីតុណ្ហភាពពពុះ 620 ◦C រយៈពេល 15 នាទី។ រចនាសម្ព័ន្ធម៉ាក្រូ និងការចែកចាយទំហំកោសិកានៃ AFS និង Cf/AFS ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ៦. ការប្រៀបធៀបនៃផ្នែកបញ្ឈរនៃគំរូរចនាសម្ព័ន្ធសាំងវិចទាំងពីរបង្ហាញឱ្យឃើញថា Cf/AFS foams មានកោសិកាល្អជាង និងមានពិការភាពតិចជាងដូចជាការប្រេះឆា ឬការរួមបញ្ចូលគ្នានៃកោសិកា (សូមមើលរូប ៦ (ខ)) ផ្ទុយទៅវិញ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ៦(ក)AFS បង្ហាញភាពដូចគ្នានៃរន្ធញើសមិនល្អ ជាមួយនឹងវត្តមាននៃរន្ធញើសធំខុសធម្មតាមួយចំនួន។ ទន្ទឹមនឹងនេះ អង្កត់ផ្ចិតរន្ធញើសសមមូលសម្រាប់ AFS និង Cf/AFS គឺ 2.9 ± 0.2 mm និង 1.9 ± 0.1 mm រៀងគ្នា ដែលបង្ហាញថាអង្កត់ផ្ចិតរន្ធញើសត្រូវបានចម្រាញ់បន្ថែមទៀតដោយការបន្ថែម Cf (សូមមើលរូប ៦(គ) និង (ឃ))

ការវិវត្តន៍នៃរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយយន្តការប្រកួតប្រជែងពីរ៖ ការរលាយនៃ TiH2 និងការបញ្ចូលគ្នា និងការប្រេះស្រាំនៃ Foam ។ ការ decomposition នៃ TiH2 រួមចំណែកដល់ការកើនឡើងនៃចំនួន nucleation, porosity, និងអត្រាការពង្រីក, ខណៈពេលដែលការបញ្ចូលគ្នានិងការបំបែកនៃពពុះកាត់បន្ថយចំនួននៃរន្ធញើសនិងបង្កើនអង្កត់ផ្ចិតនៃរន្ធញើស។ ការកាត់បន្ថយការបញ្ចូលគ្នានៃពពុះ និងការប្រេះឆា រួមចំណែកដល់ការទទួលបានរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកាល្អប្រសើរ។ ដូច្នេះ ស្ថេរភាពខ្ពស់នៃ Foam គឺចាំបាច់ដើម្បីរក្សាភាពដូចគ្នានៃរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបង្កើតពពុះ។ សម្រាប់ Cf/AFS ការបន្ថែម Cf ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសំណើមនៃសរសៃជាមួយនឹងការរលាយអាលុយមីញ៉ូម។ ស្រដៀងទៅនឹង Foam អាលុយមីញ៉ូមដែលបានពង្រឹង Cf [44] ដែលរៀបចំដោយវិធីរលាយពពុះ ការបន្ថែម Cf ធ្វើឱ្យ Foam អាលុយមីញ៉ូមានស្ថេរភាពដោយការពារការប្រេះឆានៃជញ្ជាំងកោសិកា និងកាត់បន្ថយការប្រមូលផ្តុំ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ Cf អាចបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដូចសំណាញ់នៅក្នុងជញ្ជាំងកោសិកា ដែលបង្កើតកម្លាំងបំបែក និងការពារការបំបែកនៃពពុះ ដូច្នេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកា ស្ថេរភាពនៃពពុះ និងឯកសណ្ឋាននៃការចែកចាយរន្ធញើស។

៣.៣. លក្ខណៈមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ

រូប ៧(ក)បង្ហាញ microstructure នៃជញ្ជាំងកោសិកាបន្ទាប់ពី foaming ជាមួយ AFS ។ ដូចដែលបានរាយការណ៍សម្រាប់ Foam យ៉ាន់ស្ព័រ AlSi6Cu4Mg4, eutectic Al-Si, Mg2Si, Al2Cu, និង Al5Cu2Mg8Si6 មានវត្តមាននៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ ដែលស្របតាមការរកឃើញដែលទទួលបានពីការវិភាគ EDS នៅក្នុងរូប ៧(ខ). ដំណាក់កាលផុយស្រួយទាំងនេះបន្ថយលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិកនៃស្នោអាលុយមីញ៉ូមដោយធ្វើឱ្យជញ្ជាំងរន្ធញើសចុះខ្សោយ ឬដើរតួជាប្រភពនៃស្នាមប្រេះកំឡុងពេលខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ដូច្នេះការពង្រឹងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃជញ្ជាំងរន្ធញើសតាមរយៈការបន្ថែមដំណាក់កាលពង្រឹងគឺជាយុទ្ធសាស្ត្រដែលអាចសម្រេចបាន និងមានប្រសិទ្ធភាព។

សម្រាប់ Cf/AFS វាអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញពីរូប ៧(គ) និង (ឃ)ថា Cf ត្រូវបានចែកចាយនៅខាងក្នុងជញ្ជាំងកោសិកា ឬនៅគែមជញ្ជាំងកោសិកា ដែលបង្ហាញថា Cf មានភាពសើមល្អជាមួយនឹងអាលុយមីញ៉ូមរលាយ។ លើសពីនេះទៀតវាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (សូមមើលរូប ៧(ឃ)) ដែលចំនួនតិចតួចនៃដំណាក់កាលទឹកភ្លៀង Al2Cu បង្កើតនៅចំណុចប្រទាក់រវាងសរសៃ និងអាលុយមីញ៉ូមរលាយ។ បាតុភូតនេះរួមចំណែកដល់ការសម្រេចបាននូវចំណងដ៏រឹងមាំរវាងសរសៃនិងម៉ាទ្រីស។ ការវិវត្តនៃប្រតិកម្មសាយភាយនេះអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយវិចារណញាណរូប ៤(ក)–(គ). សូមចំណាំថា ដំណាក់កាលទឹកភ្លៀងមិនព័ទ្ធជុំវិញសរសៃកាបូនទាំងស្រុងទេ ហើយស្ថានភាព និងបរិមាណនៃការចែកចាយនេះគឺមានអត្ថប្រយោជន៍សម្រាប់ Cf/AFS ។ ដោយផ្អែកលើការសិក្សារបស់ Lv et al នៅលើ Cf សមា្ភារៈសមាសធាតុអាលុយមីញ៉ូម៉ាទ្រីសដែលបានពង្រឹងវាត្រូវបានបង្ហាញថាបរិមាណសមស្របនៃដំណាក់កាល precipitated អាចមានឥទ្ធិពលនិងគ្រប់គ្រងភាពរឹងមាំនៃចំណង interfacial ។

រូប ៦.ផ្នែកបញ្ឈរនៃគំរូតំណាង (ក) AFS និង (b) Cf/AFS ។ អង្កត់ផ្ចិតសមមូលធៀបនឹងប្រភាគផ្ទៃដែលត្រូវគ្នានឹង (ក) និង (ខ) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុង (គ) និង (ឃ) រៀងគ្នា។ បន្ទាត់​បន្ត​រឹង​ក្នុង (c) និង (d) តំណាង​ឱ្យ​សម​ស្រប​នៃ​កំណត់ហេតុ​ធម្មតា។ ការតំរែតំរង់ (R2) តំណាងឱ្យភាពល្អនៃសម។

រូប ៧.រូបភាព SEM (a) និង (b) បង្ហាញ microstructures ដែលត្រូវគ្នា។រូប ៦(ក) AFS និងរូប ៦(b) Cf/AFS រៀងៗខ្លួន លើសពីនេះទៅទៀតរូប ៧(b) និង (d) បង្ហាញការពង្រីកដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៃរូប ៧(a) និង (c) រៀងៗខ្លួន។

៣.៤. យន្តការនៃ Cf ស្ថេរភាព Al-Si-Mg-Cu foam

ដោយផ្អែកលើការវិភាគដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ តំណាងគ្រោងការណ៍នៃយន្តការពពុះសម្រាប់ Cf/AFS និង AFS ត្រូវបានសង្ខេបនៅក្នុងរូប ៨. ភាពខុសគ្នាដ៏សំខាន់រវាង Cf/AFS និង AFS នៅក្នុងដំណាក់កាលនុយក្លេអ៊ែរ ការលូតលាស់ពពុះ និងដំណាក់កាលនៃការបញ្ចូលគ្នា និងដំណាក់កាលរឹងបន្តិចម្តងៗ ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ៨(ក) និង (ខ).

រូប ៨.ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃ Cf/AFS និង AFS foaming behavior: (a) Cf/AFS; និង (ខ) AFS ។

នៅក្នុងដំណាក់កាលនុយក្លេអ៊ែរនៃ Foam alloy AlSi6Cu4Mg4 ពពុះមានទំនោរទៅ nucleate នៅក្នុងអង្គធាតុរាវ quaternary eutectic ជុំវិញភាគល្អិតទង់ដែង ជាជាង nucleate នៅទីតាំងនៃភាគល្អិត TiH2 ។ ប្រភេទនៃ nucleation នេះនៅក្នុងតំបន់ខ្សោយបំផុតនៃ precursor (ប្រភេទ II nucleation) ផ្តល់នូវបណ្តាញគេចចេញកាន់តែច្រើនសម្រាប់ឧស្ម័នដែលបានចេញផ្សាយដោយការ decomposition TiH2 ជៀសវាងការប្រមូលផ្តុំនៃឧស្ម័ននិងបណ្តាលឱ្យមានស្នាមប្រេះរីករាលដាលនៅក្នុងការរលាយអាលុយមីញ៉ូម។ ការបន្ថែមសរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែង ទំនងជាបង្កើតបណ្តាញបន្ថែមទៀតសម្រាប់ការបញ្ចេញ H2 ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារការរលាយអាលុយមីញ៉ូមមិនមានប្រភាគរាវគ្រប់គ្រាន់នៅដំណាក់កាលនេះ វាជាការលំបាកសម្រាប់ពពុះតូចៗបែបនេះ ដើម្បីមានប្រភពគ្រប់គ្រាន់នៃ H2 ដើម្បីបន្តលូតលាស់។ ជាលទ្ធផល ពពុះតូចៗទាំងនេះបានប្រេះនៅក្នុងរលាយ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង។ នៅពេលដែលមុនគេត្រូវបានរលាយទាំងស្រុង H2 ដែលបញ្ចេញចេញពីប្រតិកម្ម dehydrogenation ដ៏ខ្លាំងក្លានៃ TiH2 នឹង nucleate និងលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សដោយផ្អែកលើចំណុច nucleation ។ Cf ផ្តល់នូវកន្លែង nucleation ខុសធម្មតាជាច្រើនសម្រាប់ការបង្កើតពពុះ ដែលបង្កើនអត្រា nucleation យ៉ាងខ្លាំង។ ក្នុងពេលដំណាលគ្នានោះ វត្តមានរបស់ Cf មានប្រសិទ្ធភាពរារាំងទំនាក់ទំនង និងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃពពុះបឋម និងជៀសវាងការបង្កើតពពុះធំខុសប្រក្រតី។

ក្នុងកំឡុងដំណាក់កាលលូតលាស់ និងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃពពុះ ការបន្ថែម Cf ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃពពុះ។ ហេតុផលគឺថា Cf និងអាលុយមីញ៉ូមរលាយមានសំណើមល្អ ហើយសរសៃអាចជាប់បានយ៉ាងងាយស្រួលរវាងចំណុចប្រទាក់រាវឧស្ម័នទាំងពីរដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញ (ដូចបង្ហាញក្នុងរូប ៧(គ)) នៅពេលដែលខ្សែភាពយន្តរាវត្រូវបានស្តើង សរសៃអាចបង្កើតសម្ពាធបំបែកដើម្បីទប់ទល់នឹងការបឺតចេញពីព្រំប្រទល់ខ្ពង់រាប ដូច្នេះការពារខ្សែភាពយន្តរាវពីការប្រេះឆា។ ដូច្នេះ Cf/AFS ត្រូវការពេលវេលាពពុះយូរជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង AFS ជាមួយនឹងស្ថេរភាពខ្ពស់ដែលអាចរក្សាបាននូវឯកសណ្ឋាននៃរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសក្នុងអំឡុងពេលវិវត្តនៃពពុះ។

ក្នុងអំឡុងពេលនៃដំណាក់កាលរឹងយឺត ពពុះនៅក្នុង Cf/AFS លែងលូតលាស់ទៀតហើយ ហើយសរសៃត្រូវបានបង្កប់នៅក្នុងជញ្ជាំងកោសិកា (សម្គាល់ដោយប្រអប់ចំនុចក្រហម)។ ការរក្សាទុកសរសៃនេះការពារការស្រូបយកពពុះតូចៗដោយធំជាង ដូចដែលបានឃើញនៅក្នុងភាពចាស់ទុំរបស់ Ostwald និងរារាំងការដាច់រហែកជញ្ជាំងកោសិកាដោយសារតែការពង្រីកការរឹង។ ជាលទ្ធផល Cf/AFS បង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើសដូចគ្នា និងរន្ធញើសតិចជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង AFS ។

៣.៥. លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច

ខ្សែកោងភាពតានតឹងដែលបង្ហាប់សម្រាប់ Cf/AFS និង AFS ដែលមាន porosity ស្ទើរតែដូចគ្នា (83.2% និង 81.4% រៀងគ្នា) ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូប ៩(ក). ខ្សែកោងភាពតានតឹង-សំពាធបង្រួមបង្ហាញលក្ខណៈដំណាក់កាលទី 3 ដាច់ដោយឡែក ដែលរួមមានតំបន់យឺតលីនេអ៊ែរ តំបន់ខ្ពង់រាប និងតំបន់ដង់ស៊ីតេ។ កម្លាំងទិន្នផលបង្ហាប់នៃ AFS និង Cf/AFS គឺ 8.44 MPa និង 11.87 MPa រៀងគ្នា។ កម្លាំងទិន្នផលបង្ហាប់នៃ Cf/AFS ត្រូវបានកើនឡើង 40.6% បើប្រៀបធៀបទៅនឹង AFS ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ សមត្ថភាពស្រូបយកថាមពលរបស់ Cf/AFS គឺប្រសើរជាង AFS នៅកម្រិតដូចគ្នា ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូប ៩(ខ). សមត្ថភាពស្រូបយកថាមពលរបស់ AFS និង Cf/AFS គឺប្រហែល 3.3 MJ/m3 និង 6.1 MJ/m3 រៀងគ្នា។ សមត្ថភាពស្រូបយកថាមពលរបស់ Cf/AFS ត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង 84.8% បើប្រៀបធៀបជាមួយ AFS ។

រូប ៩.ខ្សែកោងស្ត្រេស-រថភ្លើងបង្ហាប់ និងខ្សែកោងសមត្ថភាពស្រូបយកថាមពលនៃ Cf/AFS និង AFS: (a) ខ្សែកោងភាពតានតឹងបង្ហាប់-រថភ្លើង; ខ) ខ្សែកោងសមត្ថភាពស្រូបយកថាមពល។

ការដាក់បញ្ចូល Cf បានពង្រឹងយ៉ាងខ្លាំងនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃស្នូលស្នោ។ វាត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់ថាលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចនៃពពុះអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធរន្ធញើស និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់ strut ។ ការវិភាគលើរចនាសម្ព័ន្ធម៉ាក្រូ បានបង្ហាញថា ការបន្ថែម Cf ធ្វើអោយទំហំរន្ធញើស ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការបែងចែករន្ធញើស និងកាត់បន្ថយការខូចរន្ធញើស។ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការរកឃើញរបស់ Sasikumar et al ។ និង Yangetal ។ អង្កត់ផ្ចិតនៃរន្ធញើសតូច និងការចែកចាយរន្ធញើសតូចចង្អៀត មានអត្ថប្រយោជន៍បន្ថែមទៀត ដើម្បីបង្កើនកម្លាំងបង្ហាប់ និងប្រសិទ្ធភាពនៃការស្រូបយកថាមពល។ លើសពីនេះទៅទៀត ឥទ្ធិពលនៃរចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូលើលក្ខណៈមេកានិចនៃ Foam គឺបណ្តាលមកពី Cf ដែលបង្កប់នៅក្នុងជញ្ជាំងរន្ធញើស។ ការសាយភាយ និងការរលាយនៃសរសៃកាបូនដែលស្រោបដោយទង់ដែងនៅក្នុងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូមអាចសម្រេចបាននូវចំណងអន្តរមុខកាន់តែរឹងមាំរវាងសរសៃ និងម៉ាទ្រីសអាលុយមីញ៉ូម ដែលរួមចំណែកដល់ការផ្ទេរបន្ទុក។ ជាតិសរសៃកាបូនម៉ូឌូលខ្ពស់ដែលដាក់ក្នុងជញ្ជាំងរន្ធអាចកំណត់ការខូចទ្រង់ទ្រាយនៃជញ្ជាំងរន្ធញើសក្រោមការផ្ទុកបង្ហាប់ និងបង្កើនសមត្ថភាពផ្ទុក។ កត្តាទាំងអស់នេះអនុគ្រោះដល់ Cf/AFS ដើម្បីសម្រេចបាននូវកម្លាំងទិន្នផលខ្ពស់ និងសមត្ថភាពស្រូបយកថាមពលបើប្រៀបធៀបទៅនឹង AFS ។

4. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

Cf/AFS និង AFS ត្រូវបានរៀបចំដោយវិធីសាស្រ្តលោហធាតុម្សៅរំកិលវេចខ្ចប់ក្នុងការងារនេះ។ ឥរិយាបថពពុះនៃ Cf/AFS និង AFS ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយថាមវន្តតាមរយៈវិទ្យុសកម្ម synchrotron ទៅ

ស៊ើបអង្កេតឥទ្ធិពលរបស់ Cf លើការបង្កើតពពុះ និងការលូតលាស់។ លើសពីនេះទៀត Cf នៅលើ morphology រន្ធញើស ការចែកចាយរន្ធញើស និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការបង្ហាប់នៃ Foam អាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានវិភាគយ៉ាងហ្មត់ចត់។ ការសន្និដ្ឋានសំខាន់ៗមានដូចខាងក្រោម៖

(1) វិទ្យុសកម្ម Synchrotron នៅក្នុងការសង្កេតនៅកន្លែងបង្ហាញថា ដំណើរការបង្កើតពពុះ Cf/AFS និង AFS បង្ហាញដំណាក់កាលបីផ្សេងគ្នា៖ ការបង្កើតពពុះ ការលូតលាស់ពពុះ និងការច្របាច់បញ្ចូលគ្នា និងការពង្រឹង។

នៅក្នុងការប្រៀបធៀបទៅនឹង AFS ដំណើរការនៃការបង្កើតពពុះនៃ Cf/AFS បង្ហាញពីស្ថេរភាពខ្ពស់ និងឯកសណ្ឋាននៃពពុះ។ AFS ងាយនឹងបង្កើតរន្ធញើសធំ និងគ្រើមខុសធម្មតា ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការវិវត្តនៃរន្ធញើស។ លើសពីនេះ ភាពមិនស្មើគ្នាត្រូវបានសន្មតថាជាឥទ្ធិពលនុយក្លេអ៊ែរខុសធម្មតានៃ Cf ដែលការពារការប្រេះឆានៃជញ្ជាំងពពុះ និងកាត់បន្ថយការរួមផ្សំខណៈពេលដែលបង្កើនអត្រានុយក្លេអ៊ែរ។

(2) ការបន្ថែម 0.5 wt.% Cf ចម្រាញ់អង្កត់ផ្ចិតរន្ធញើសសមមូលពី 2.9 ± 0.2 ម.ម ទៅ 1.9 ± 0.1 ម.ម កាត់បន្ថយការខូចរន្ធញើសយ៉ាងខ្លាំង ក្នុងពេលដំណាលគ្នានោះ រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូបង្ហាញសំណើមល្អនៃ Cf ដែលត្រូវបានចែកចាយតាមជញ្ជាំងរន្ធញើស និងចំណុចប្រទាក់រឹងនៃឧស្ម័ន ដោយហេតុនេះបង្កើនស្ថេរភាពនៃស្នោ។

(3) បើប្រៀបធៀបជាមួយ AFS កម្លាំងទិន្នផលបង្ហាប់ និងសមត្ថភាពស្រូបយកថាមពលនៃ Cf/AFS បានកើនឡើងប្រហែល 40.6% និង 84.8% រៀងគ្នា។ ការរកឃើញនៃការសិក្សានេះអាចផ្តល់នូវគំនិតសម្រាប់ការពង្រឹងបន្ទះសាំងវិចអាលុយមីញ៉ូមជាមួយនឹងចំណុចប្រទាក់នៃការផ្សារភ្ជាប់លោហធាតុដែលមានសក្តានុពលសម្រាប់កម្មវិធីវិស្វកម្មនៅក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្មរថយន្ត និងអវកាស។

អត្ថបទពី Journal of Materials Research and Technology