علی رسولی - دانشجوی دکتری مهندسی مواد- دانشگاه علم و صنعت ایران و مربی دانشکده فن
حمیدرضا شاهوردی - استادیار دانشکده فنی و مهندسی - دانشگاه تربیت مدرس
مهدی دیواندری - دانشیار دانشکده مهندسی مواد و متالورژی - دانشگاه علم و صنعت ایران
محمدعلی بوترابی - استاد دانشکده مهندسی مواد و متالورژی - دانشگاه علم و صنعت ایران

در این تحقیق، سینتیک واکنش پودر هیدارید تیتانیم (TiH2 ) در تماس با مذاب آلومینیم خالص با دماهای مختلف بر اساس اندازه گیری فشار گاز هیدروژن آزاد شده مورد بررسی قرار گرفت. مودارهای فشار گاز هیدروژن بر حسب زمان،دارای سه منطقه است. با افزایش دمای مذاب، بازه زمانی منطقه اول افزایش یافته و بازه زمانی منطقه دوم کاهش می یابد و سرعت انجام واکنش بیشتر میشود. در منطقه اول و دوم، تغییرات فشار گاز هیدروژن به ترتیب معادله سرعت از درجه صفر و درجه یک پیروی می کند. در منطقه سوم فشار ثابت شده و سرعت تجزیه صفر می شود. نتایج نشان داد، در دماهای بالاتر از 750 درجه سانتی گراد، فشار گاز هیدروژن در منطقه اول به صورت خطی با دو شیب مختلف افزایش مییابد که حاکی از خروج هیدروژن طی دو مرحله است. بر طبق معادله آرنیوس انرژ یهای اکتیواسیون منطقه اول، برای مراحل اول و دوم به ترتیب 22 و 9 کیلوژول بر مول و انرژی اکتیواسیون منطقه دوم، 105 کیلوژول بر مول بدست آمد. بنابراین، عوامل اصلی کنترل کننده سرعت واکنش، نفوذ اتمهای هیدروژن در شبکه تیتانیم و واکنش شیمیایی مذاب آلومینیم و تیتانیم هستند. بر اساس عوامل اصلی کنترل کننده برای مکانیزم واکنش می توان سه بازه دمایی الف ) 700-750 درجه سانتی گراد ، ب) 750800درجه سانتی گراد و ج) 800-1000 درجه سانتی گراد در نظر گرفت. در بازه دمایی الف)، غالباً واکنش تحت واکنش شیمیایی، در بازه دمایی ب) واکنش تحت کنترل نفوذ و واکنش شیمیایی و در بازه دمایی ج) غالباً واکنش تحت کنترل نفوذ قرار دارد.به نظر میرسد که در دماهای بالاتر 850 درجه سانتی گراد، فشار گاز هیدروژن به دلیل تجزیه حرارتی هیدراید تیتانیم افزایش می یابد.

سینتیک، هیدراید تیتانیم، مذاب آلومینیم