Cóimhiotal feicriúil Kanthal AF 837 resistohm alchrome Y

Is cóimhiotal iarainn-cróimiam-alúmanaim feiriteach (cóimhiotal FeCrAl) é Kanthal AF le húsáid ag teochtaí suas le 1300°C (2370°F). Tá friotaíocht ocsaídiúcháin den scoth agus cobhsaíocht fhoirme an-mhaith ag an gcóimhiotal, rud a fhágann go mairfidh an eilimint ar feadh i bhfad.

De ghnáth, úsáidtear Kan-thal AF in eilimintí téimh leictreacha i bhfoirnéisí tionsclaíocha agus i bhfearais tí.

Samplaí d’fheidhmchláir sa tionscal fearas tá eilimintí mica oscailte le haghaidh tóstaeir, triomadóirí gruaige, in eilimintí cruth lúbtha le haghaidh téitheoirí lucht leanúna agus mar eilimintí corna oscailte ar ábhar inslithe snáithíneach i dtéitheoirí barr gloine ceirmeacha i sorn, i dtéitheoirí ceirmeacha le haghaidh plátaí fiuchta, cornaí ar shnáithín ceirmeach múnlaithe le haghaidh plátaí cócaireachta le hobanna ceirmeacha, in eilimintí corna ar fionraí le haghaidh téitheoirí lucht leanúna, in eilimintí sreinge díreacha ar fionraí le haghaidh radaitheoirí, téitheoirí comhiompair, in eilimintí porcupine le haghaidh gunnaí aeir the, radaitheoirí, triomadóirí tumadóireachta.

Achoimre Sa staidéar seo, leagtar amach meicníocht creimeadh cóimhiotal tráchtála FeCrAl (Kanthal AF) le linn annála i ngás nítrigine (4.6) ag 900 °C agus 1200 °C. Rinneadh tástálacha iseateirmeacha agus teirmeachimthriallacha le hamanna nochta iomlána, rátaí téimh, agus teochtaí annála éagsúla. Rinneadh tástáil ocsaídiúcháin in aer agus i ngás nítrigine trí anailís theirmeagrafaiméadrach. Déantar an micreastruchtúr a shainiú trí mhicreascópacht scanadh leictreon (SEM-EDX), speictreascópacht leictreon Auger (AES), agus anailís bhíoma ian dírithe (FIB-EDX). Léiríonn na torthaí go dtarlaíonn dul chun cinn an chreimeadh trí fhoirmiú réigiún níotráitithe faoi dhromchla áitiúil, atá comhdhéanta de cháithníní céim AlN, rud a laghdaíonn gníomhaíocht an alúmanaim agus a chruthaíonn brioscadh agus scoilteadh. Braitheann próisis fhoirmiú níotráit Al agus fás scála Al-ocsaíd ar theocht an annála agus ar an ráta téimh. Fuarthas amach gur próiseas níos tapúla é níotráitiú an chóimhiotail FeCrAl ná ocsaídiú le linn annéalaithe i ngás nítrigine le brú páirteach íseal ocsaigine agus gurb ionann é agus an phríomhchúis le díghrádú an chóimhiotail.

Réamhrá Tá cóimhiotail bunaithe ar FeCrAl (Kanthal AF ®) aitheanta go maith as a bhfriotaíocht ocsaídiúcháin níos fearr ag teochtaí arda. Tá an mhaoin den scoth seo bainteach le foirmiú scála alúmana atá cobhsaí go teirmidinimiciúil ar an dromchla, rud a chosnaíonn an t-ábhar i gcoinne ocsaídiúcháin bhreise [1]. In ainneoin airíonna friotaíochta creimeadh níos fearr, is féidir saolré na gcomhpháirteanna a mhonaraítear as cóimhiotail bunaithe ar FeCrAl a theorannú má bhíonn na codanna nochtaithe go minic do thimthriall teirmeach ag teochtaí arda [2]. Ceann de na cúiseanna leis seo ná go gcaitear an eilimint foirmithe scála, alúmanam, i maitrís an chóimhiotail sa limistéar faoin dromchla mar gheall ar scoilteadh agus athchóiriú teirmeach-turraing arís agus arís eile ar scála an alúmana. Má laghdaíonn an cion alúmanaim atá fágtha faoi bhun tiúchan criticiúil, ní féidir leis an gcóimhiotal an scála cosanta a athchóiriú a thuilleadh, rud a fhágann ocsaídiú tubaisteach trí ocsaídí bunaithe ar iarann ​​agus cróimiam atá ag fás go tapa a fhoirmiú [3,4]. Ag brath ar an atmaisféar máguaird agus tréscaoilteacht ocsaídí dromchla, is féidir leis seo tuilleadh ocsaídiúcháin nó níotráitithe inmheánaigh agus foirmiú céimeanna nach dteastaíonn sa réigiún faoin dromchla a éascú [5]. Léirigh Han agus Young go bhforbraíonn patrún casta ocsaídiúcháin agus níotráitithe inmheánaigh i gcóimhiotail NiCrAl a fhoirmíonn scála alúmana [6,7] le linn timthriall teirmeach ag teochtaí arda in atmaisféar aeir, go háirithe i gcóimhiotail ina bhfuil foirmitheoirí níotráití láidre cosúil le Al agus Ti [4]. Is eol go bhfuil scálaí ocsaíd cróimiam tréscaoilteach le nítrigin, agus foirmíonn Cr2N mar shraith fho-scála nó mar dheascadh inmheánach [8,9]. Is féidir a bheith ag súil go mbeidh an éifeacht seo níos déine faoi choinníollacha timthrialla teirmeacha a mbíonn scoilteadh scála ocsaíde mar thoradh orthu agus a laghdaíonn a éifeachtúlacht mar bhac ar nítrigin [6]. Dá bhrí sin, rialaítear an t-iompar creimeadh ag an iomaíocht idir ocsaídiú, rud a fhágann foirmiú/cothabháil alúmana cosanta, agus dul isteach nítrigine as a dtagann níotráitiú inmheánach maitrís an chóimhiotail trí fhoirmiú céim AlN [6,10], rud a fhágann scoilteadh an réigiúin sin mar gheall ar leathnú teirmeach níos airde ar chéim AlN i gcomparáid leis an maitrís cóimhiotail [9]. Nuair a nochtar cóimhiotail FeCrAl do theocht ard in atmaisféir ina bhfuil ocsaigin nó deontóirí ocsaigine eile amhail H2O nó CO2, is é an t-ocsaídiú an t-imoibriú ceannasach, agus foirmíonn scála alúmana, atá do-thréscaoilteach d'ocsaigin nó nítrigin ag teochtaí arda agus a sholáthraíonn cosaint i gcoinne a n-ionraidh isteach i maitrís an chóimhiotail. Ach, má nochtar d'atmaisféar laghdaithe (N2+H2), agus scoilt scála alúmana cosanta é, tosaíonn ocsaídiú briste áitiúil trí fhoirmiú ocsaídí Cr agus Ferich neamhchosanta, a sholáthraíonn cosán fabhrach le haghaidh idirleathadh nítrigine isteach sa mhaitrís feiriteach agus foirmiú céim AlN [9]. Is minic a chuirtear an t-atmaisféar nítrigine cosanta (4.6) i bhfeidhm i bhfeidhmiú tionsclaíoch cóimhiotail FeCrAl. Mar shampla, is sampla den úsáid fhorleathan atá ag cóimhiotail FeCrAl i dtimpeallacht den sórt sin iad téitheoirí friotaíochta i bhfoirnéisí cóireála teasa le hatmaisféar nítrigine cosanta. Tuairiscíonn na húdair go bhfuil ráta ocsaídiúcháin na gcóimhiotal FeCrAlY i bhfad níos moille nuair a dhéantar annealing in atmaisféar le brúnna páirteacha ocsaigine ísle [11]. Ba é aidhm an staidéir a fháil amach an mbíonn tionchar ag análú i ngás nítrigine (99.996%) (4.6) (leibhéal eisíontas sonraíochta Messer® O2 + H2O < 10 ppm) ar fhriotaíocht creimeadh cóimhiotal FeCrAl (Kanthal AF) agus a mhéid a bhraitheann sé ar an teocht análú, a hathrú (timthriall teirmeach), agus an ráta téimh.