කන්තාල් ඒඑෆ් මිශ්‍ර ලෝහය 837 රෙසිස්ටෝම් ඇල්ක්‍රෝම් Y ෆෙක්‍රල් මිශ්‍ර ලෝහය

Kanthal AF යනු 1300°C (2370°F) දක්වා උෂ්ණත්වවලදී භාවිතා කිරීම සඳහා ෆෙරිටික් යකඩ-ක්‍රෝමියම්-ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයකි (FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහය). මිශ්‍ර ලෝහය විශිෂ්ට ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයක් සහ ඉතා හොඳ ආකෘති ස්ථායීතාවයකින් සංලක්ෂිත වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස දිගු මූලද්‍රව්‍ය ආයු කාලය ලැබේ.

Kan-thal AF සාමාන්‍යයෙන් කාර්මික උදුන් සහ ගෘහ උපකරණවල විදුලි තාපන මූලද්‍රව්‍යවල භාවිතා වේ.

උපකරණ කර්මාන්තයේ යෙදුම් සඳහා උදාහරණ වන්නේ ටෝස්ටර් සඳහා විවෘත මයිකා මූලද්‍රව්‍ය, කෙස් වියළන යන්ත්‍ර, විදුලි පංකා හීටර් සඳහා මැන්ඩර් හැඩැති මූලද්‍රව්‍ය සහ තන්තු පරිවාරක ද්‍රව්‍ය මත විවෘත දඟර මූලද්‍රව්‍ය ලෙස සෙරමික් වීදුරු ඉහළ තාපකවල පරාසයක, පිඟන් තාපාංක සඳහා පිඟන් තාපකවල, දඟර වේ. සෙරමික් හොබ් සහිත පිඟන් පිසීම සඳහා අච්චු කරන ලද සෙරමික් තන්තු මත, විදුලි පංකා හීටර් සඳහා අත්හිටුවන ලද දඟර මූලද්‍රව්‍යවල, රේඩියේටර් සඳහා අත්හිටවූ සෘජු වයර් මූලද්‍රව්‍යවල, සංවහන හීටර්, උණුසුම් වායු තුවක්කු සඳහා පෝර්කපයින් මූලද්‍රව්‍ය, රේඩියේටර්, ටම්බල් ඩ්‍රයර්.

සාරාංශය වර්තමාන අධ්‍යයනයේ දී, නයිට්‍රජන් වායුව (4.6) 900 °C සහ 1200 °C දී ඇනීමේදී වාණිජ FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහයේ (Kanthal AF) විඛාදන යාන්ත්‍රණය ගෙනහැර දක්වා ඇත. වෙනස්වන සම්පූර්ණ නිරාවරණ කාලයන්, උනුසුම් අනුපාත සහ උෂ්නත්ව උෂ්ණත්වයන් සහිත සමෝෂ්ණ සහ තාප චක්‍රීය පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී. වාතයේ සහ නයිට්‍රජන් වායුවේ ඔක්සිකරණ පරීක්ෂණය තාපගතිමිතික විශ්ලේෂණය මගින් සිදු කරන ලදී. ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය ස්කෑන් ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (SEM-EDX), Auger ඉලෙක්ට්‍රෝන වර්ණාවලීක්ෂය (AES) සහ නාභිගත අයන කදම්භ (FIB-EDX) විශ්ලේෂණය මගින් සංලක්ෂිත වේ. ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ විඛාදනයේ ප්‍රගතිය සිදුවන්නේ AlN අදියර අංශු වලින් සමන්විත දේශීයකරණය වූ උප මතුපිට නයිට්‍රයිඩේෂන් කලාප සෑදීම හරහා වන අතර එමඟින් ඇලුමිනියම් ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු කරන අතර එය කැළඹීමට හා ස්පන්දනය වීමට හේතු වන බවයි. ඇල්-නයිට්‍රයිඩ් සෑදීමේ ක්‍රියාවලීන් සහ ඇල්-ඔක්සයිඩ් පරිමාණයේ වර්ධනය රඳාපවතින්නේ උෂ්නත්වය සහ උනුසුම් අනුපාතය මත ය. FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහයේ නයිට්‍රයිඩනය අඩු ඔක්සිජන් ආංශික පීඩනයක් සහිත නයිට්‍රජන් වායුවක ඇනීල් කිරීමේදී ඔක්සිකරණයට වඩා වේගවත් ක්‍රියාවලියක් වන අතර එය මිශ්‍ර ලෝහ ක්ෂය වීමේ ප්‍රධාන හේතුව නියෝජනය කරන බව සොයා ගන්නා ලදී.

හැඳින්වීම FeCrAl මත පදනම් වූ මිශ්‍ර ලෝහ (Kanthal AF ®) ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඒවායේ ඉහළ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය සඳහා ප්‍රසිද්ධය. මෙම විශිෂ්ට ගුණාංගය මතුපිට තාප ගතික වශයෙන් ස්ථායී ඇලුමිනා පරිමාණය සෑදීමට සම්බන්ධ වන අතර එමඟින් ද්‍රව්‍යය තවදුරටත් ඔක්සිකරණයට එරෙහිව ආරක්ෂා කරයි [1]. උසස් විඛාදන ප්‍රතිරෝධක ගුණාංග තිබියදීත්, FeCrAl මත පදනම් වූ මිශ්‍ර ලෝහවලින් නිපදවන සංරචකවල ආයු කාලය සීමා කළ හැක්කේ උස් උෂ්ණත්වවලදී තාප චක්‍රීයකරණයට කොටස් නිතර නිරාවරණය වුවහොත් [2]. මෙයට එක් හේතුවක් නම්, නැවත නැවතත් තාප කම්පන ඉරිතැලීම සහ ඇලුමිනා පරිමාණය ප්‍රතිසංස්කරණය කිරීම හේතුවෙන් පරිමාණ සාදන මූලද්‍රව්‍ය වන ඇලුමිනියම් උප මතුපිට ප්‍රදේශයේ මිශ්‍ර ලෝහ අනුකෘතියේ පරිභෝජනය කිරීමයි. ඉතිරි ඇලුමිනියම් අන්තර්ගතය විවේචනාත්මක සාන්ද්‍රණයට යටින් අඩු වුවහොත්, මිශ්‍ර ලෝහයට තවදුරටත් ආරක්ෂිත පරිමාණය ප්‍රතිසංස්කරණය කළ නොහැකි අතර, වේගයෙන් වර්ධනය වන යකඩ මත පදනම් වූ සහ ක්‍රෝමියම් මත පදනම් වූ ඔක්සයිඩ [3,4] සෑදීමෙන් ව්‍යසනකාරී බිඳවැටීමේ ඔක්සිකරණයක් ඇති කරයි. අවට වායුගෝලය සහ මතුපිට ඔක්සයිඩවල පාරගම්යතාව මත පදනම්ව, මෙය තවදුරටත් අභ්‍යන්තර ඔක්සිකරණය හෝ නයිට්‍රීකරණය සහ භූගත කලාපයේ අනවශ්‍ය අවධීන් සෑදීමට පහසුකම් සපයයි [5]. ඇලුමිනා පරිමාණයෙන් Ni Cr Al මිශ්‍ර ලෝහ සෑදීමේදී, වායුගෝලයේ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී, විශේෂයෙන්ම Al වැනි ශක්තිමත් නයිට්‍රයිඩ අඩංගු මිශ්‍ර ලෝහවල තාප චක්‍රීයකරණයේදී [6,7] අභ්‍යන්තර ඔක්සිකරණ හා නයිට්‍රීකරණයේ සංකීර්ණ රටාවක් වර්ධනය වන බව Han සහ Young පෙන්වා දී ඇත. සහ Ti [4]. ක්‍රෝමියම් ඔක්සයිඩ් පරිමාණයන් නයිට්‍රජන් පාරගම්ය වන අතර Cr2 N සෑදෙන්නේ උප පරිමාණ ස්ථරයක් ලෙස හෝ අභ්‍යන්තර අවක්ෂේපයක් ලෙසය [8,9]. ඔක්සයිඩ් පරිමාණ ඉරිතැලීමට තුඩු දෙන තාප චක්‍රීය තත්වයන් යටතේ මෙම බලපෑම වඩාත් දරුණු වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කළ හැකි අතර නයිට්‍රජන් සඳහා බාධකයක් ලෙස එහි කාර්යක්ෂමතාව අඩු කරයි [6]. විඛාදන හැසිරීම මෙලෙස පාලනය වන්නේ ඔක්සිකරණය අතර තරඟයෙන් වන අතර එය ආරක්ෂිත ඇලුමිනා සෑදීම / නඩත්තු කිරීම සහ නයිට්‍රජන් ඇතුල්වීම ඇල්එන් අදියර [6,10] සෑදීමෙන් මිශ්‍ර න්‍යාසයේ අභ්‍යන්තර නයිට්‍රයිඩීකරණයට මග පාදයි. මිශ්‍ර න්‍යාසයට සාපේක්ෂව AlN අදියරෙහි ඉහළ තාප ප්‍රසාරණය හේතුවෙන් එම කලාපය [9]. FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහ ඔක්සිජන් හෝ H2O හෝ CO2 වැනි අනෙකුත් ඔක්සිජන් පරිත්‍යාගශීලීන් සමඟ වායුගෝලයේ ඉහළ උෂ්ණත්වයකට නිරාවරණය කරන විට, ඔක්සිකරණය ප්‍රධාන ප්‍රතික්‍රියාව වන අතර, ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඔක්සිජන් හෝ නයිට්‍රජන්වලට අපාරගම්‍ය වන සහ ඇලුමිනා පරිමාණ ආකෘති පත්‍ර වේ. මිශ්ර ලෝහ matrix. එහෙත්, අඩු කිරීමේ වායුගෝලයට (N2+H2) සහ ආරක්ෂිත ඇලුමිනා පරිමාණයේ ඉරිතැලීමට නිරාවරණය වුවහොත්, දේශීය බිඳවැටීම ඔක්සිකරණයක් ආරම්භ වන්නේ ආරක්ෂිත නොවන Cr සහ Ferich ඔක්සයිඩ් සෑදීමෙන් වන අතර එමඟින් ෆෙරිටික් න්‍යාසය තුළට නයිට්‍රජන් විසරණයට සහ ගොඩනැගීමට හිතකර මාර්ගයක් සපයයි. AlN අදියරෙහි [9]. ආරක්ෂිත (4.6) නයිට්‍රජන් වායුගෝලය FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහවල කාර්මික යෙදීමේදී නිතර යෙදේ. නිදසුනක් වශයෙන්, ආරක්ෂිත නයිට්‍රජන් වායුගෝලයක් සහිත තාප පිරියම් කිරීමේ ඌෂ්මකවල ඇති ප්‍රතිරෝධක හීටර්, එවැනි පරිසරයක් තුළ FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහ බහුලව යෙදීමේ උදාහරණයකි. කතුවරුන් වාර්තා කරන්නේ අඩු ඔක්සිජන් ආංශික පීඩනයක් සහිත වායුගෝලයකදී FeCrAlY මිශ්‍ර ලෝහවල ඔක්සිකරණ අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස මන්දගාමී වන බවයි [11]. අධ්‍යයනයේ අරමුන වූයේ (99.996%) නයිට්‍රජන් (4.6) වායුව (Messer® පිරිවිතර. අපිරිසිදු මට්ටම O2 + H2O <10 ppm) තුළ නිර්වින්දනය කිරීම FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහයේ (Kanthal AF) විඛාදන ප්‍රතිරෝධයට බලපාන්නේද යන්න සහ එය කොතරම් දුරට රඳා පවතීද යන්න තීරණය කිරීමයි. උෂ්ණාධික උෂ්ණත්වය, එහි විචලනය (තාප-චක්‍ර කිරීම) සහ තාපන වේගය මත.