Waadiga Oksijinka ee Pulbadda Aydhid Iyo La Xidhan Ee Iron-Based Powder Matrices ee Ku Yaal Bilicda Saweega Diamond

Pulbadaha Iron-Based Sida Materiaalka Matrix ee Ku Yaal Qalabka Ka Saadeedka Aydhid Iyo La Xidhan

Powders ku qoran ayaa noqday magaalo la isticmaalayo matrices shuqulta sawn ah oo xun, maxaa yeelay waxay siiyaan qiimaha wanaagsan, way socdaan dhaadhac weyn, waxayna faredaysataa hab leh kan diamond. Marka horeynta lagu sameeyo, waxay abuuraan isku mididka fulka ah oo ka saaran karaaraha diamond si kasto waqtigooda loo qorsheeyo. Baadhiyadda waxaa dhacda marka laga duwan yahay oksijin kaga jira powder-ka. Haddii heerkadda oksijinta ka sii kordho 0.2%, sida loo tilmaamay PIRA International 2023, karraarkani ma isku daran doonaan si fiican sintering process-ka. Tanu wuxuu keenaa goobaha laabta ah meelaha kale, waxaana u dhashaa shuqul ahaan awoodla'aan. Sidaas daraaddeed in hadda in fabrikadaha istiimalaan vacuum sintering techniques iyo tixgilada kala duwan oo ka samirka heerka oksijin. Mudooyinkani waxay caawinaan in ka baxdo qaladaha laabka ah iyagoo aan la gudbin ammaankiisa iron-ka.

Oxide Layer Formation and Its Effect on Interparticle Bonding

Marka ay bubuntii ayro waxaa la hadlay, habeen leh oo dhinaca sarexood ugu yaraan 3 ilaa 7 nanometers ayaa muuqda marka loo isticmaal iyo marka loo sintergaray. Kuwaas waxay noqon karaar inay ilaaliyaan in partikuliyadku la iskaga duwan, taas waxay ku dhaqan kara in lagu dhaqanayo xaqiiqda inta ka mid ah 15 ilaa 20 boqolkiiba marka loo eego halabka aan jirin oksijin. Warbixintu muujinaysaa in aad uga hortagto in aad u hortagto 300 qof khamiisha (ppm) marka aad isku daydo, taas waxay samayn kartaa natiijo gaar ah. Densitaanka sintered si toos ah ayaa kor u socda ilaa 1.8 grams kubik kilaambar, xaqiiqda shear-ka waana korsanaya ilaa 28 megapascals, sida warbixin cusub muujinaya. Si loo saarato habeenkan oo dhinaca sare ee lama beddelin doono murkaha partikuliyadka, habka iskudhafka hidrojiin waa la yaqaan mid fudud. Habkan waxay ilaaliyaanshahaynta caaddimadda guryaha oo dhan, waxayna caawinaysaa in la sameeyo taajood caaddimad ah oo dhan.

Xataraha Dhalinta Weynaha Sare Laga Xidhiidh Kalsoonida iyo Ilaalinta Powder

Roobka si wanaagsan u khashleyaa aragga dhibaatada oxide. Powderedha ay ironka lahayd marka loo daaqdo meelaha aysan roobka ka yar tahay 50% waxay sameeyaan saafidh oo oxide ah oo aan u dhigata saafidhaha la ilaaliyey nitrogen quruxsan saddex maalmood. Qaar ka mid ah noocyada sooq-dhawaaqa waxay bilaabeen inay isticmaalaan hababka ilaalinta oo leh tijaabooyin oxygen ku jira iron oo ku jira konteenerro badbaadaya, laakiin waayo, leh heerka oxygen hoose 0.1%. Meeleyaankani waxay caawiyaan in ay sii dheeran tahay jiritaanka farsaminta powder marinka addeecidda oxide. Marka shirkadaha raacdaan hababka saxda ah ee kalsooni, waxay arkaysaa hoos u dhinteen 37% oo lama aqbalo sababtoo ah naaleeyada oxide. Tani waxay abuuraan farqiga weyn ee horumarinta iibka, taasoo u dhexeeya isku darka lafaha qalloocan sida concrete ama asphalt.

Shaacadda Sintering iyo Dhignaasha Oxide-ku Xiran Prealloyed Powders

Xanuumsiga sintering-ka powder-oyinka hor-lo'ayaabtay ee ku yaal xaaladaha oxygen kala duwan

Karaarka oxygen ka jira wuxuu yeelan kara u mideysanaysaa sida sawirrada diamond sinter ku dhasha. Warbixintii Metallurgical Transactions 2023 ayaa muujinaysa in marka la joogo 500 parts per million oxygen, oxide-iyada saafalka soo bixiya partokalalka powder-oyinka ku saldhigga iron. Oxyde-iyadaas waxay si buuxda ku qaylin kartaa dhulka saxnaanta mid between partokalalka 20 ilaa 35%, taas oo ka dhigi kara habka sintering-ka haal-gaarka ah. Sanaad-dhawridda ku tiirsan karaar weyn oo oxygen waxay badanaa u baahan tahay inay siiyaan waqtiga 8 ilaa 12% dheer marka la socdo 1120 digri Celsiusi just inay samayn karaan isku-dhafka sahlan (neck formation) sax ah mid between partokalalka. Taas waxay tusaale u noqon kara in aad u shaqeysid iyo waqti dheer leh ugu yaraanka sannad-dhawridda ku tiirsan karaar yar oo oxygen ka hooseeya 200 ppm. Kala duwanaanshii waxaa lagu heli kara in laga yaabo yar, laakiin waxaa si degdeg ah u kula kala qaadanayo marka la eego sannad-dhawridda weyn.

Porosity ee ka dhasha oxygen-ka iyo taasoo keliya loo soo saaray sintering density

Marka ay oksaydka fududka u qalabka ka dhacdo is-dhafkaal, waxay baxaan khaaska oo sameeyaan korontoos yar ah taagga hoose. Kuwaas waxay keeni karaan in densitaanka ugu dambayska ee qaybta sintered ka kala duwan yihiin 5 ilaa 15 boqolkiiba, gaar ahaan magaalooyinka muhiimka ah ee biladaha halka awooddu aynay muhiim tahay. Waxaannu arkay dadkaas oo buuraha siyaasadda 10 micrometers badan ku tiisatay dhismeedda sabab u noqotay in awoodda joojinta barashada ka qaybqaataa iridda afartaad cobalt nidaamkii la xidhay. Si loo dagaallo tusaalekan, abuurayaasha mararka qaar waxay raacdaan heer sare leh kaafininta saamaynta (D90 ka hooseeya 45 micrometers wuxuu fikrad weyn yahay) haddana hubiya in heerka oksijinta ha ka hooseeyo 0.1 boqolkiiba sintering. Isku darkaasu caawiya in lagu dhergeliyo porosity aan rabnayn oo laguugu dhowdanaa densitaanka ugu sarreeyay naadirka ah oo gaar ah 98.5%, taas oo dhammaantood inay muhiim tahay marka loo eego in qaybahaas ay noqon doonaan siday u fiirsato astaamaha dhexe.

Kulanka hanga iyo khashinada ee kaynta difyushinka

Marka dhaadhiska u galo powders markii loo nafto, waxay soo raacdaa kooxaha hydroxyl oo bilaabaya inay iskaga saarto reactive oxygen markii jiritaanka ka sii kordho 800 daraja celsius. Kan aadna dhisiidda oxide ay ka badan tahay tan kuwii ayaan lahaa. Isticmaalida orbiyaha sintering ee leh hydrogen ayaa sii buuxda in lagu qarsoodiyo iron oxide contamination marakkii si degdeg ah laga eego orbiyaha argon caadiga ah. Tijaabooyinku muujinaysaa in kan siyaasado ay keeni karaan habka xumadda oo dhaqaaluhu socda kuwa 0.08% kala duwan habka bilowga. Laakiin halkan waa jira kalaf. Haddii aan weydiin aad uga qaadanayo oxyjen, wakhtigood waa la kulmay in aan karbaan ka maqlo fikradaha diamond interface saxda ah taas oo ka qaybinta jiritaanka jiritaanka. Sidaas daraaddeed baahiyaha badan hadda dooraan fashillada heating staged oo leh karbaan 4% hydrogen la isku daynay nitrogen gas. Kan aadna waxay keeni karaan in la helo tilmaam good oo ka saaraya in la furto oxyjen aan rabno oo kale haddana karbaan yar la ilaaliyo in ay jirto jiritaanka jiritaanka cutting edges muddo dheer.

Saxda Oksijin ku Saabsan Khaasada Xaqiijinta Sintered Diamond Blade Matrices

Qalab, Tabaako, iyo Xaaladda Xaqiijinta Sintered Metal Matrices

Oksijinka badnaa khamiga waxay ka dhacdaan awoodda mekaniikada ee kaynta la xidhiidha. Tusaale ahaan kaynta aydhaha heerka oksijinka ka weyn 0.8% ka weyn yahay, qalabka way ka sii dhaafmaan 12 ilaa 15%. Sababta? Waayo, habaabaha aan lahayn metalka waxay bixi doonaan saamaysiga leh bulshada feynta fudud. Xaaladu way siin tahay markii oksijinka kordhiyo marka loo eego 1.2%. Kaynta la xidhiidha way noqonaysaa kamid ah, ka hooseysiiya 7.2 grams per cubic centimeter. Tan macnaha isku day kuwaas waa in kayntu kaliya 72% ka jiritaanka jiidka transverse lagu yaqaan in laga eego samplada oo ka hooseysan 0.5% oksijin. Ha kala toosin sidoo kale awoodda iskaashiga. Kaynta la oksijinaysa waxay muujiyaan awoodda qalbiga mar dambe. Waxay iskaashi kartaa 40% ka dheer markii la gubayo granit, taas oo aad uga cad in furadda way daawasho inta loo baahan yahay lacag.

Isku-dhafka Oxide iyo Bilaabida Crack Khiyaamo Dhexeedyada Gacanta Sare

Marka aad jiritaanka oksayd ay ka wayn tahay 5 micrometers, waxay noqon karaan xarash weyn oo midabka, taas oo ku jira in kasta si xoog badan u dhigaya in la dabaqo marka la wado hoos jiritaanka. Fiiriyeey dhexdeeda wax kale oo muhiim ah: geesaha lagu yaqaana oksijin ayaa ku muuqata goobta ee ka socda jidh-hal-abbaarnimo, gaar ahaan qaybooyinka alumina loo yaqaana Fe3AlOy. Sida gudcuraha cobalt la xidhan yahay, isbedelkan uu keento inta uu ku duraan hore inuu bixido gacanta isticmaalka mararka qof ama 250 MPa wakhtigood, kadibna uu sii dhowaa sadex-tan. Warqadda waan ka hadlay waa in la helo beekhaha loo yaqaana Hot Isostatic Pressing ama HIP. Tegniikadaas waxay saaraysaa inkabe wadaha oksayd, waxayna saaraysaa ilaa 90% kama ay, taas oo macnaheedu yahay in gudcuruhu ay tahay dheer-dherer leh oo aan bixin in dhismeeda dadban ee laga isticmaalo.

Adkaabsiga habaabinta oksijin kama yar 0.3% addeecidda hidrojiin, saamuraha heli karaan xubnaha wanaagsan ee matrix iyo ku xiran-dhaymaha ay dhaymaha lahaan—loogu baahan yahay qalabka socodka in la socdo dhammaan dhulqaadka.

Hormuudka Maamulka Oksijinta Ku Saabsan Dhulka Dhaymaha Dhaymaha Dhaymaha

Socodka Hidrojiin iyo Hawada Cadaadiska Ku Saabsan Sare ugu Horreeya Dhulka

Tegnegaanka u qorsta oksijin waxa ka bilaanaa sida aannu barashada habaabka. Markii aan isticmaan hababka kala dhigga hidrojiin, kan badanaa wuxuu kala saaraaba oksaydka hoos marinta carruurta ku tiisnaa aydhiga. Markii lagu qabo maayinkan ku jira hidrojiin oo dhan 600 digrii Selsiyas ilaa si toosan 900 digrii Selsiyas, waxaa laga yaabaa in lacagta oksijinta ka dhammaado 98 boqolkiiba. Tani waxa uu sameeyaa in ay noqotaa hoosyo cad-cad ah carruurta, taasoo leh xaqiiqsi in ay dhaliyaan xaqiiqo gaar ah markii ay la mid yihiin metallurgically. Wixii dhammaan compaction iyo sintering, ilaalin karti siyo leh gasooyinka inert waa in la ilaaliyo in la kala wareego oxidaadda aan rabnay. Ilaalintan waxa uu ilaaliyaa astaanta xoogga loo baahan yahay si afraadku hore ugu adeegsado qaybaha qalabka.

Habab Adeegsiga Sintering: Hot Pressing iyo Spark Plasma Sintering

Qaababka xasaasiyaadka socodka weyn ayaa ka dhisi kartaa arrimo ee la soo saaray in la helo oksijin inta lagu shaqeeyo xanniba. Qaab mid ah oo caaddiga ah waa ku qaadashada, taas oo leh dhererka ugu yaraan 800 ilaa 1200 digri sidii siyaad iyo khaaska ugu horreeya 50 ilaa 100 megapascals. Taran aynu xanniba heli karno tiisaska ugu sarreeya haddana habaabka oksaydka dib loo bilaabo inay samaysataan dhulka. Sabab kale oo muhiim ah oo loo yaqaan sintering elektarka hablaha (SPS) ayaa shaqeynaya fudud. Waxay isticmaalaysaa daaqado yar yar oo korantahood oo ka saamaysan geesaha atomkiinta dhammaan xanniba. Sidaas daraaddeed, sintering dhammaan dhacduna waxa uu ka dareero daqiiqo badan kadib marka uu ka tago saafo ama maalmaha. Waxa loogu talagalay SPS waa in ay ilaaliyaan meelaha oksijinka, mararka qaarkoodna ay ilaaliyaan in kama weyn 50% kala duwanaansho kala duwanaansho. Tan macnaha waxa uu yahay in abuuraha ay heli karaan xanniba tiis ah oo leh khalad faraafsan kaliya kan la eego hababka tradi-shonal.

Ku Xiranista Helitaanka Oksijin Iyo Abnaqanshaha Lacag-taabbixin

Iyadoo la raacayo xogta aangaba ee 2023 kula tirsan Metal Powder Industries Federation, nidaamka vacuum sintering ku qorsheeya heleynta oksijin hoose 200 ppm, laakiin tan iyo dareen. Khaaska maamulka ka hor inta u dhexe 35 ilaa 40 boqolkiiba siis oo ay ugu badan tahay hababka caadiga ah loo baahan yahay. Shaqaaluhu waxay heli jireen habab xooggan inay ka baxaan fikradkan. Qaar ka mid ah waxay beddeshaa iyaga isku darka naitrojin iyo haidrojiin gas kama ahaan haidrojiin buuxda, qaar kale waxay dejiyeen hay'adda saxda ah oo halis-iddo oo aad u fiican gudaha furansiishooda, ama waxay kala saaraan dhulka pre-alloyed powders dharka ilaaliyey ka hor inta lagu keydsado. Dhammaan kuwooyinkan waxay caawinaan inay ilaalinan tahay mugga oxide hoose markii 0.8% ambalka aan lahayn markii sheyga soo bixiya muddo dheer. Tan macnaha weydiimaha inay shaqada si wanaagsan marka loo eego in abnaqanshaha la sameeyo ay tahay mid la xisaabin karo badankood abaabili.

Dhibaatooyinka soo galay

Waa maxay mugga saxda ah oo oksijinka loo baahan yahay matrices dhulka biyaha?

Ku darsan khaaska oksijin ka yar 0.3% waa optimalka loo gaadho tirada saxda ah ee ku xiran jiidka matrix iyo daboolinta alaabta, kuwaas oo muhiim ah si loo helo fududka saafidka la socda.

Sida halogenkii u jeedaa nidaamka oxide-ka dhulka aydhahoyga icimaha?

Halogenku wuxuu kala weynaa sida loo sameeyo korodhka oxide-ka, wuxuu u kala weynaa in korodhkan yahay labaatan jeer marka la kaydiyo jidad halogen ah laakin ma kaydin karo naatijoos nitrogen ah.

Sida awood-deegaanka lagu yaqaana khaaska oksijinka marka la shaqeelo powder-ka icimaha aydhahoyga?

Qaababka iska caabida haaydirojinka wuxuu guulaysan tahay in uu ka saarto korodhka oxide-ka oo lafurayaal, wuxuu sii ka ruuxsan khaaska oksijinka, wuxuu samoonso farshaxanka aad u wanaagsan si loo diyaariyo hab joogto ah inta laga sinteriyaa.

Maxaa sabab ugu yeelanaya in abuurayaasha dooranaya hababka daryeelka daryeelka?

Hababkan wuxuu kala caawiyaan in lagu hesho tirada saxda ah ee ka saarka oksijinka aan rabnayn, halkaas oo kale aadna ku haystaa karbonka muhiimka ah oo ku xiran xagalaha alaabta, wuxuu kala haystaa jiidka saafidka.

Maxaa waqti abuurayaashu ku qabsadaan in ay ilaaliyaan qiimaha shaqooyinka?

Tusaalka lagu laabaayo waa in la xajiijo leeyahood dhismeedka oksijin sida fiican iyadoo aan korosho dhaqan, taas oo lacag la xajin kara gas mixing, habaabiyada oksijin waqti hore, iyo qaylooyinka ilaalinta.