කන්තල් AF මිශ්‍ර ලෝහය 837 ප්‍රතිරෝධක ඕම් ඇල්ක්‍රෝම් Y ෆෙක්‍රල් මිශ්‍ර ලෝහය

කන්තල් AF යනු 1300°C (2370°F) දක්වා උෂ්ණත්වවලදී භාවිතා කිරීම සඳහා ෆෙරිටික් යකඩ-ක්‍රෝමියම්-ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහයකි (FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහය). මෙම මිශ්‍ර ලෝහය විශිෂ්ට ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයක් සහ දිගු මූලද්‍රව්‍ය ආයු කාලයක් ලබා දෙන ඉතා හොඳ ආකෘති ස්ථායිතාවයකින් සංලක්ෂිත වේ.

කාන්-තාල් AF සාමාන්‍යයෙන් කාර්මික ඌෂ්මක සහ ගෘහ උපකරණවල විදුලි තාපන මූලද්‍රව්‍ය සඳහා භාවිතා වේ.

උපකරණ කර්මාන්තයේ යෙදීම් සඳහා උදාහරණ ලෙස ටෝස්ටර් සඳහා විවෘත මයිකා මූලද්‍රව්‍ය, කෙස් වියළන යන්ත්‍ර, විදුලි පංකා හීටර් සඳහා වංගු හැඩැති මූලද්‍රව්‍ය සහ පරාසවල සෙරමික් වීදුරු ඉහළ හීටර්වල තන්තු පරිවාරක ද්‍රව්‍ය මත විවෘත දඟර මූලද්‍රව්‍ය ලෙස, තාපාංක තහඩු සඳහා සෙරමික් හීටර්වල, සෙරමික් හොබ් සහිත ඉවුම් පිහුම් තහඩු සඳහා අච්චු කළ සෙරමික් තන්තු මත දඟර, විදුලි පංකා හීටර් සඳහා අත්හිටුවන ලද දඟර මූලද්‍රව්‍ය, රේඩියේටර් සඳහා අත්හිටුවන ලද සෘජු වයර් මූලද්‍රව්‍ය, සංවහන හීටර්, උණුසුම් වායු තුවක්කු සඳහා ඌරු මස් මූලද්‍රව්‍ය, රේඩියේටර්, ටම්බල් ඩ්‍රයර් ඇතුළත් වේ.

සාරාංශය වර්තමාන අධ්‍යයනයේ දී, 900 °C සහ 1200 °C දී නයිට්‍රජන් වායුවේ (4.6) ඇනීලිං කිරීමේදී වාණිජ FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහයේ (කන්තල් AF) විඛාදන යාන්ත්‍රණය දක්වා ඇත. විවිධ සම්පූර්ණ නිරාවරණ කාලයන්, තාපන අනුපාත සහ ඇනීලිං උෂ්ණත්වයන් සහිත සමෝෂ්ණ සහ තාප චක්‍රීය පරීක්ෂණ සිදු කරන ලදී. වාතයේ සහ නයිට්‍රජන් වායුවේ ඔක්සිකරණ පරීක්ෂණය තාප ගුරුත්වාකර්ෂණමිතික විශ්ලේෂණය මගින් සිදු කරන ලදී. ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (SEM-EDX), ඔගර් ඉලෙක්ට්‍රෝන වර්ණාවලීක්ෂය (AES) සහ නාභිගත අයන කදම්භ (FIB-EDX) විශ්ලේෂණය මගින් සංලක්ෂිත වේ. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ විඛාදනයේ ප්‍රගතිය AlN අදියර අංශු වලින් සමන්විත දේශීයකරණය වූ භූගත නයිට්‍රයිඩකරණ කලාප සෑදීම හරහා සිදුවන බවයි, එය ඇලුමිනියම් ක්‍රියාකාරිත්වය අඩු කරන අතර ඛාදනය හා විඛාදනය ඇති කරයි. ඇල්-නයිට්‍රයිඩ් සෑදීමේ සහ ඇල්-ඔක්සයිඩ් පරිමාණ වර්ධනයේ ක්‍රියාවලීන් ඇනීලිං උෂ්ණත්වය සහ තාපන අනුපාතය මත රඳා පවතී. අඩු ඔක්සිජන් අර්ධ පීඩනයක් සහිත නයිට්‍රජන් වායුවක ඇනීල් කිරීමේදී ඔක්සිකරණයට වඩා FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහයේ නයිට්‍රීකරණය වේගවත් ක්‍රියාවලියක් බවත් එය මිශ්‍ර ලෝහ හායනයට ප්‍රධාන හේතුව නියෝජනය කරන බවත් සොයා ගන්නා ලදී.

හැඳින්වීම FeCrAl – පාදක මිශ්‍ර ලෝහ (කන්තල් AF ®) ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඒවායේ උසස් ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය සඳහා ප්‍රසිද්ධය. මෙම විශිෂ්ට ගුණාංගය මතුපිට තාප ගතිකව ස්ථායී ඇලුමිනා පරිමාණයක් සෑදීම හා සම්බන්ධ වන අතර එමඟින් ද්‍රව්‍යය තවදුරටත් ඔක්සිකරණයෙන් ආරක්ෂා වේ [1]. උසස් විඛාදන ප්‍රතිරෝධක ගුණාංග තිබියදීත්, FeCrAl – පාදක මිශ්‍ර ලෝහ වලින් නිපදවන ලද සංරචකවල ආයු කාලය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී තාප චක්‍රයට නිතර නිරාවරණය වුවහොත් සීමා කළ හැකිය [2]. මෙයට එක් හේතුවක් නම්, පරිමාණ සාදන මූලද්‍රව්‍යය වන ඇලුමිනියම්, ඇලුමිනා පරිමාණයේ නැවත නැවතත් තාප-කම්පන ඉරිතැලීම් සහ ප්‍රතිසංස්කරණය හේතුවෙන් භූගත ප්‍රදේශයේ මිශ්‍ර ලෝහ අනුකෘතියේ පරිභෝජනය කිරීමයි. ඉතිරි ඇලුමිනියම් අන්තර්ගතය තීරණාත්මක සාන්ද්‍රණයට පහළින් අඩු වුවහොත්, මිශ්‍ර ලෝහයට තවදුරටත් ආරක්ෂිත පරිමාණය ප්‍රතිසංස්කරණය කළ නොහැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස වේගයෙන් වර්ධනය වන යකඩ මත පදනම් වූ සහ ක්‍රෝමියම් මත පදනම් වූ ඔක්සයිඩ් [3,4] සෑදීමෙන් විනාශකාරී බිඳවැටීමේ ඔක්සිකරණයක් ඇති වේ. අවට වායුගෝලය සහ මතුපිට ඔක්සයිඩවල පාරගම්යතාව මත පදනම්ව මෙය තවදුරටත් අභ්‍යන්තර ඔක්සිකරණය හෝ නයිට්‍රීකරණය සහ භූගත කලාපයේ අනවශ්‍ය අවධීන් ගොඩනැගීමට පහසුකම් සපයයි [5]. හැන් සහ යන්ග් පෙන්වා දී ඇත්තේ ඇලුමිනා පරිමාණයෙන් Ni Cr Al මිශ්‍ර ලෝහ සෑදීමේදී, වායු වායුගෝලයක ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී තාප චක්‍රීකරණයේදී අභ්‍යන්තර ඔක්සිකරණය සහ නයිට්‍රයිඩකරණයේ සංකීර්ණ රටාවක් [6,7] වර්ධනය වන බවයි, විශේෂයෙන් Al සහ Ti වැනි ප්‍රබල නයිට්‍රයිඩ් සාදන්නන් අඩංගු මිශ්‍ර ලෝහවල [4]. ක්‍රෝමියම් ඔක්සයිඩ් පරිමාණයන් නයිට්‍රජන් පාරගම්ය බව දන්නා අතර Cr2 N උප පරිමාණ ස්ථරයක් ලෙස හෝ අභ්‍යන්තර අවක්ෂේපයක් ලෙස සාදයි [8,9]. තාප චක්‍රීය තත්වයන් යටතේ මෙම බලපෑම වඩාත් දරුණු වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කළ හැකි අතර එමඟින් ඔක්සයිඩ් පරිමාණය ඉරිතලා නයිට්‍රජන් වලට බාධකයක් ලෙස එහි කාර්යක්ෂමතාව අඩු වේ [6]. එබැවින් විඛාදන හැසිරීම පාලනය වන්නේ ඔක්සිකරණය අතර තරඟය මගිනි, එය ආරක්ෂිත ඇලුමිනා සෑදීමට/නඩත්තු කිරීමට සහ නයිට්‍රජන් ඇතුළුවීමට හේතු වන අතර එය AlN අවධිය [6,10] සෑදීමෙන් මිශ්‍ර ලෝහ අනුකෘතියේ අභ්‍යන්තර නයිට්‍රයිඩකරණයට හේතු වේ, එය මිශ්‍ර ලෝහ අනුකෘතියට සාපේක්ෂව AlN අවධියේ ඉහළ තාප ප්‍රසාරණය හේතුවෙන් එම කලාපයේ පැතිරීමට හේතු වේ [9]. ඔක්සිජන් හෝ H2O හෝ CO2 වැනි අනෙකුත් ඔක්සිජන් පරිත්‍යාගශීලීන් සහිත වායුගෝලවල FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහ ඉහළ උෂ්ණත්වයකට නිරාවරණය කරන විට, ඔක්සිකරණය ප්‍රමුඛ ප්‍රතික්‍රියාව වන අතර ඇලුමිනා පරිමාණය සාදයි, එය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඔක්සිජන් හෝ නයිට්‍රජන් වලට පාරගම්ය නොවන අතර මිශ්‍ර ලෝහ අනුකෘතියට ඒවා ඇතුළු වීමෙන් ආරක්ෂාව සපයයි. නමුත්, අඩු කිරීමේ වායුගෝලයට (N2+H2) සහ ආරක්ෂිත ඇලුමිනා පරිමාණ ඉරිතැලීමට නිරාවරණය වුවහොත්, ආරක්ෂිත නොවන Cr සහ Ferich ඔක්සයිඩ් සෑදීමෙන් දේශීය බිඳවැටීමේ ඔක්සිකරණයක් ආරම්භ වන අතර එමඟින් ෆෙරිටික් අනුකෘතියට නයිට්‍රජන් විසරණය වීමට සහ AlN අවධිය සෑදීමට හිතකර මාර්ගයක් සපයයි [9]. FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහවල කාර්මික යෙදීමේදී ආරක්ෂිත (4.6) නයිට්‍රජන් වායුගෝලය නිතර යොදනු ලැබේ. නිදසුනක් ලෙස, ආරක්ෂිත නයිට්‍රජන් වායුගෝලයක් සහිත තාප පිරියම් කිරීමේ උදුන්වල ප්‍රතිරෝධක තාපක එවැනි පරිසරයක FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහ බහුලව යෙදීම සඳහා උදාහරණයකි. අඩු ඔක්සිජන් අර්ධ පීඩන සහිත වායුගෝලයක ඇනීල් කරන විට FeCrAlY මිශ්‍ර ලෝහවල ඔක්සිකරණ අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස මන්දගාමී බව කතුවරුන් වාර්තා කරයි [11]. අධ්‍යයනයේ අරමුණ වූයේ (99.996%) නයිට්‍රජන් (4.6) වායුවේ (Messer® spec. අපිරිසිදු මට්ටම O2 + H2O < 10 ppm) ඇනීල් කිරීම FeCrAl මිශ්‍ර ලෝහයේ (කන්තල් AF) විඛාදන ප්‍රතිරෝධයට බලපාන්නේද යන්න සහ එය ඇනීලිං උෂ්ණත්වය, එහි විචලනය (තාප චක්‍රය) සහ තාපන අනුපාතය මත කොතරම් දුරට රඳා පවතීද යන්න තීරණය කිරීමයි.