Mar a nì thu aloidhean alùmanum agus copair
Pendahuuan
Is e stuth a th’ ann an aloidh a thèid a dhèanamh le bhith a’ cothlamadh dà eileamaid meatailt no barrachd (no meatailtean le eileamaidean eile) gus feartan nas fheàrr fhaighinn na meatailt fìor-ghlan. Is e aon aloidh a thathas a’ cleachdadh gu farsaing ann an gnìomhachas aloidh de alùmanum (Al) agus copar (Cu). Tha an aloidh seo ainmeil airson a mheasgachadh tarraingeach de fheartan: tha alùmanum a’ toirt seachad cuideam aotrom agus deagh sheasamh an aghaidh creimeadh, agus tha copar a’ cur ri neart, cruas agus strì an aghaidh caitheamh nas motha. Ann an cleachdadh gnìomhachais, thathas a’ cleachdadh aloidhean Al-Cu gu math cumanta ann am pàirtean itealain, pàirtean chàraichean, uidheamachd innleadaireachd agus structaran a dh’ fheumas co-mheas àrd neart-ri-cuideam.
Tha an t-artaigil seo a’ beachdachadh air a’ phròiseas choitcheann airson aloidhean alùmanum agus copair a dhèanamh, a’ tòiseachadh bho ullachadh stuthan, leaghadh, measgachadh, tilgeadh, agus làimhseachadh teas gus na feartan meacanaigeach as fheàrr fhaighinn.
-
1. Prionnsabalan Bunasach Aloidhean Alùmanum-Copair
Faodaidh alùmanum agus copar aloidhean a chruthachadh le raon farsaing de cho-dhèanamh. Anns an t-siostam Al–Cu, mar as trice bidh copar air a chur ris taobh a-staigh raon sònraichte (me, mu 2–10% Cu ann am mòran aloidhean innleadaireachd), leis gum faod cur-ris fo smachd Cu neart a mheudachadh tro dhòighean cruadhachaidh fuasglaidh chruaidh agus cruadhachaidh sileadh.
Ach, tha dùbhlain ann cuideachd mu aloidhean Al-Cu: faodaidh copar strì an aghaidh creimeadh alùmanaim a lùghdachadh mura tèid a dhìon no a phròiseasadh gu ceart, agus feumar smachd a chumail air a’ phròiseas leaghaidh gus dèanamh cinnteach gu bheil measgachadh aonghnèitheach ann agus gus uireasbhaidhean leithid porosity agus in-ghabhail ocsaid a lughdachadh.
-
2. Stuthan agus Uidheam a dh’Feumar
a. Stuthan
1. Alùmanum fìor-ghlan no ingot alùmanum (m.e. Al 99% no aloi alùmanum bunaiteach mar a dh’fheumar).
2. Copar fìor-ghlan (slat/pùdar/ingot copair).
3. Flux (àidseant glanaidh) gus cuideachadh le bhith a’ ceangal ocsaidean agus salachar ann am meatailt leaghte.
4. Gas neo-ghnìomhach (roghainneil) leithid argon no naitridean gus oxidation a lùghdachadh rè leaghadh agus dì-ghasadh.
b. Uidheam
1. Àmhainn leaghaidh: faodaidh e a bhith na àmhainn dealain, inntrigidh no gas.
2. Crucible (soitheach leaghaidh) air a dhèanamh de ghrafait no stuth a tha an aghaidh teas.
3. Inneal-tomhais teirmeach/teòthachd airson smachd a chumail air an teòthachd.
4. Measgaiche meatailt no slat grafait airson homogenachadh.
5. Molltair: gainmheach, meatailt maireannach, no molltair tasgaidh, a rèir an adhbhair.
6. Uidheam sàbhailteachd: miotagan a tha an aghaidh teas, sgiath aghaidh, aparan, brògan sàbhailteachd.
-
3. Ìre Ullachaidh Ro Leaghadh
a. Obraich a-mach co-dhèanamh an aloidh
Is e a’ chiad cheum co-dhèanamh Al-Cu a dhearbhadh a rèir nan feartan deireannach a tha a dhìth. Mar eisimpleir, ma tha buannachdan neart mòra a dhìth, faodar ceudad Cu a mheudachadh, ach le beachdachadh air fo-bhuaidhean leithid lùghdachadh an aghaidh creimeadh agus barrachd brisgeachd a dh’ fhaodadh a bhith ann fo chumhachan sònraichte.
b. Glanadh stuthan amh
Feumar ola, duslach, ocsaidean tiugh, no truailleadh eile a ghlanadh bho alùmanum agus copar. Faodaidh truailleadh lochdan tilgeadh adhbhrachadh, leithid porosity, sgàinidhean, no in-ghabhail.
c. Ullaich am molltair
Bu chòir am molltair a bhith tioram agus air a theasachadh ro-làimh ma tha sin riatanach gus clisgeadh teirmeach a lùghdachadh agus sruthadh a’ mheatailt leaghte a dhèanamh nas fhasa. Faodaidh molltair tais leantainn gu cruthachadh ceò uisge cronail agus coltas pores anns an tilgeadh a mheudachadh.
-
4. Pròiseas Leaghaidh is Measgachaidh
a. Leaghadh alùmanaim
San fharsaingeachd, thèid alùmanum a leaghadh an toiseach leis gu bheil a phuing leaghaidh nas ìsle (timcheall air 660°C) na copar (timcheall air 1085°C). Ann an cleachdadh, thèid alùmanum a theasachadh os cionn a phuing leaghaidh agus ruigidh e teòthachd obrach sònraichte (mar as trice grunn dheichean gu ceudan cheuman os cionn 660°C, a rèir an sgèile agus an dòigh-obrach tilgeadh) gus a dhèanamh leaghte gu leòr agus furasta a mheasgachadh.
b. Cuir copar ris
Faodar copar a chur ris an dèidh don alùmanum a bhith air a leaghadh gu tur. Leis gu bheil copar nas duilghe a sgaoileadh aig teòthachd ro ìosal, mar as trice bidh an teòthachd leaghaidh air a chumail àrd gu leòr gus leigeil leis a’ chopar sgaoileadh gu luath agus an aloidh a bhith aon-ghnèitheach. Thèid an cur ris a dhèanamh gu slaodach gus tuiteam mòr ann an teòthachd a sheachnadh agus gus oxidation a lughdachadh.
Ann an cuid de chleachdaidhean, faodar copar a chur ris ann an cruth:
– Ingotan beaga airson leaghadh gu luath, no
– Prìomh aloi (aloi eadar susbaint Al agus Cu àrd) gus sgaoileadh a dhèanamh nas fhasa agus homogenachadh a luathachadh.
c. Measgachadh agus co-chothromachadh
Às dèidh don chopar a bhith air a chur a-steach, thèid am meatailt leaghte a mheasgachadh le bhith a’ cleachdadh slat grafait no inneal-measgachaidh sònraichte. Nì seo cinnteach gu bheil an copar air a sgaoileadh gu cothromach agus cuiridh e casg air dealachadh (sgaradh co-dhèanamh) a dh’ fhaodadh tachairt nuair a bhios an aloidh a’ fuarachadh.
d. Sruthadh agus dì-ghasadh
Tha ocsaidachadh na dhuilgheadas cumanta ann an leaghadh alùmanaim oir bidh alùmanam gu furasta a’ cruthachadh sreath ocsaid. Bithear a’ cleachdadh sreabhach gus an ocsaid agus na neo-chunbhalachdan a cheangal gus an gabh an sgaradh mar shlaod (slaig). A bharrachd air an sin, bidh alùmanam leaghte a’ gabhail a-steach haidridean gu furasta, agus faodaidh seo porosity adhbhrachadh nuair a bhios e cruaidh. Mar sin, bidh am pròiseas dì-ghasaidh (a’ toirt air falbh gasaichean sgaoilte) uaireannan air a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh gas neo-ghnìomhach leithid argon air a bhruthadh tron mheatailt leaghte.
-
5. A’ dòrtadh (a’ tilgeadh) a-steach don mhullaich
a. Sgimadh (toirt air falbh slag)
Mus tèid a dhòrtadh, thèid an dross/slag air uachdar a’ mheatailt leaghte a ghlanadh (a sgimeadh) gus lughdachadh a dhèanamh air na tha air fhàgail anns an tilgeadh.
b. Dòrtadh fo smachd
Tha meatailt leaghte air a dhòrtadh a-steach don mhullaich aig ìre sheasmhach. Faodaidh dòrtadh ro luath aimhreit adhbhrachadh, èadhar a ghlacadh agus porosity a mheudachadh. Tha dòrtadh ro shlaodach ann an cunnart dùnadh fuar (bidh am meatailt a’ cruadhachadh mus bi cuas a’ mhullaich air a lìonadh gu tur).
c. Fuarachadh agus reothadh
Às dèidh a dhòrtadh, leigear leis a’ mheatailt cruadhachadh. Bidh an ìre fuarachaidh a’ toirt buaidh air meud a’ ghràin agus feartan meacanaigeach. Bidh fuarachadh luath buailteach gràinnean nas mìne a thoirt gu buil, a bhios tric co-cheangailte ri neart nas motha, ach feumar a smachdachadh gus casg a chuir air cuideaman fuigheallach agus sgàineadh.
-
6. Pròiseas às dèidh an tilgeadh
a. Toirt air falbh agus glanadh molltair
Thèid an tilgeadh a thoirt a-mach às a’ mhullaich agus a ghlanadh bho ghainmhich no stuth molltair sam bith a tha air fhàgail. Thèid an geata agus an t-àrdaichear a ghearradh air falbh.
b. Làimhseachadh teas (làimhseachadh teas)
Bidh mòran aloidhean Al-Cu a’ cleachdadh làimhseachadh teas gus neart a mheudachadh, gu sònraichte tro chruadhachadh sileadh. Am measg nan ìrean cumanta tha:
1. Làimhseachadh teas fuasglaidh: a’ teasachadh an aloidh gus am bi Cu a’ sgaoileadh anns a’ mhaitrice alùmanaim.
2. Mùchadh: fuarachadh luath gus am fuasgladh cruaidh ro-shàthaichte a “ghlasadh”.
3. Aosachadh: teasachadh aig teòthachd sònraichte (no fhàgail aig teòthachd an t-seòmair airson aosachadh nàdarrach) gus am bi deàlradh mìn air a chruthachadh a neartaicheas an stuth.
Tha paramadairean teòthachd is ùine gu mòr an urra ri co-dhèanamh an aloidh agus feartan an targaid (neart, ductility, cruas).
c. Pròiseas crìochnachaidh
A rèir nan feumalachdan, faodaidh an aloidh a bhith air a dhèanamh:
– Innealachadh
– Snasadh
– Còmhdach/anodachadh gus strì an aghaidh creimeadh a leasachadh (ged nach eil aloidhean Al–Cu an-còmhnaidh cho freagarrach ri aloidhean Al eile airson anodachadh, a rèir susbaint Cu).
-
7. Duilgheadasan Cumanta agus Mar a gheibh thu thairis orra
1. Porosity mar thoradh air haidridean: air a shàrachadh le bhith a’ dì-ghasadh agus a’ cumail a’ mheatailt leaghte glan.
2. Gabhail a-steach ocsaid: air an lughdachadh le bhith a’ sruthadh, a’ sgimeadh, agus a’ dòrtadh gun a bhith a’ cur dragh air.
3. Sgaradh co-dhèanamh: air a chasg tro smachd iomchaidh air measgachadh is fuarachadh.
4. Sgoltadh teth: fo smachd deagh dhealbhadh molltair, co-dhèanamh ceart, agus smachd air ìre fuarachaidh.
-
Co-dhùnadh
Tha cinneasachadh aloidhean alùmanaim agus copair gu bunaiteach a’ toirt a-steach ullachadh stuthan, leaghadh alùmanaim, cur copair ris, homogenachadh, dì-ghasadh, tilgeadh, agus làimhseachadh teas gus feartan meacanaigeach a bharrachadh. Is e smachd teothachd, glanadh meatailt leaghte, dòighean dòrtadh ceart, agus taghadh làimhseachadh teas iomchaidh an iuchair gu pròiseas soirbheachail. Leis na modhan-obrach ceart, faodaidh aloidhean Al-Cu stuthan làidir, an ìre mhath aotrom, agus àrd-luachmhor a thoirt gu buil airson grunn thagraidhean innleadaireachd agus gnìomhachais.
Ma thogras tu, is urrainn dhomh an artaigil seo atharrachadh gu dreach nas teicnigeach (le eisimpleirean de cho-dhèanamh aloidh sònraichte agus na paramadairean làimhseachaidh teas aca) no dreach nas sìmplidh airson aithisg sgoile.
