យ៉ាន់ស្ព័រ Kanthal AF 837 យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម Y fecral ធន់ទ្រាំ

Kanthal AF គឺជា​យ៉ាន់ស្ព័រ​ដែក-ក្រូមីញ៉ូម-អាលុយមីញ៉ូម (យ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl) សម្រាប់ប្រើនៅសីតុណ្ហភាពរហូតដល់ 1300°C (2370°F)។ យ៉ាន់ស្ព័រនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្មដ៏ល្អឥតខ្ចោះ និងស្ថេរភាពទម្រង់ល្អណាស់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានអាយុកាលធាតុយូរ។

ជាទូទៅ សារធាតុ Kan-thal AF ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងធាតុកំដៅអគ្គិសនីនៅក្នុងឡចំហាយឧស្សាហកម្ម និងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ក្នុងផ្ទះ។

ឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធីនៅក្នុងឧស្សាហកម្មឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ក្នុងផ្ទះ គឺនៅក្នុងធាតុមីក្រូបើកចំហសម្រាប់ម៉ាស៊ីនអាំងនំប៉័ង ម៉ាស៊ីនសម្ងួតសក់ នៅក្នុងធាតុរាងមូលសម្រាប់ឧបករណ៍កម្តៅកង្ហារ និងជាធាតុរបុំបើកចំហនៅលើសម្ភារៈអ៊ីសូឡង់ជាតិសរសៃនៅក្នុងឧបករណ៍កម្តៅកញ្ចក់សេរ៉ាមិចនៅក្នុងចង្ក្រាន នៅក្នុងឧបករណ៍កម្តៅសេរ៉ាមិចសម្រាប់ចានពុះ របុំនៅលើជាតិសរសៃសេរ៉ាមិចដែលបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ចានចម្អិនអាហារជាមួយចង្ក្រានសេរ៉ាមិច នៅក្នុងធាតុរបុំព្យួរសម្រាប់ឧបករណ៍កម្តៅកង្ហារ នៅក្នុងធាតុខ្សែត្រង់ព្យួរសម្រាប់វិទ្យុសកម្ម ឧបករណ៍កម្តៅខ្យល់ នៅក្នុងធាតុរាងដូចសត្វព្រាបសម្រាប់កាំភ្លើងខ្យល់ក្តៅ វិទ្យុសកម្ម និងម៉ាស៊ីនសម្ងួត។

សង្ខេប នៅក្នុងការសិក្សាបច្ចុប្បន្ននេះ យន្តការច្រេះនៃយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl ពាណិជ្ជកម្ម (Kanthal AF) កំឡុងពេលដុតក្នុងឧស្ម័នអាសូត (4.6) នៅសីតុណ្ហភាព 900 °C និង 1200 °C ត្រូវបានគូសបញ្ជាក់។ ការធ្វើតេស្តអ៊ីសូទែមល និងទែម៉ូស៊ីក្លីក ជាមួយនឹងពេលវេលាប៉ះពាល់សរុប អត្រាកំដៅ និងសីតុណ្ហភាពដុតខុសៗគ្នាត្រូវបានអនុវត្ត។ ការធ្វើតេស្តអុកស៊ីតកម្មនៅក្នុងខ្យល់ និងឧស្ម័នអាសូតត្រូវបានអនុវត្តដោយការវិភាគទែម៉ូក្រាវីម៉ែត្រិច។ មីក្រូស្ត្រុកទ័រត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន (SEM-EDX) វិសាលគមអេឡិចត្រុង Auger (AES) និងការវិភាគធ្នឹមអ៊ីយ៉ុងផ្តោត (FIB-EDX)។ លទ្ធផលបង្ហាញថា វឌ្ឍនភាពនៃការច្រេះកើតឡើងតាមរយៈការបង្កើតតំបន់នីទ្រីដាស្យុងក្រោមដីដែលមានទីតាំងជាក់លាក់ ដែលផ្សំឡើងដោយភាគល្អិតដំណាក់កាល AlN ដែលកាត់បន្ថយសកម្មភាពអាលុយមីញ៉ូម និងបណ្តាលឱ្យមានការផុយស្រួយ និងបែកខ្ញែក។ ដំណើរការនៃការបង្កើតអាល់-នីទ្រីត និងការលូតលាស់មាត្រដ្ឋានអាល់-អុកស៊ីដអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពដុត និងអត្រាកំដៅ។ វាត្រូវបានគេរកឃើញថា nitridation នៃយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl គឺជាដំណើរការលឿនជាងអុកស៊ីតកម្មក្នុងអំឡុងពេល annealing នៅក្នុងឧស្ម័នអាសូតដែលមានសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែនទាប ហើយតំណាងឱ្យមូលហេតុចម្បងនៃការរិចរិលយ៉ាន់ស្ព័រ។

សេចក្តីផ្តើម យ៉ាន់ស្ព័រដែលមានមូលដ្ឋានលើ FeCrAl (Kanthal AF ®) ត្រូវបានគេស្គាល់យ៉ាងច្បាស់សម្រាប់ភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្មខ្ពស់របស់វានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ លក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អឥតខ្ចោះនេះទាក់ទងនឹងការបង្កើតមាត្រដ្ឋានអាលុយមីញ៉ូមដែលមានស្ថេរភាពខាងទែរម៉ូឌីណាមិកនៅលើផ្ទៃ ដែលការពារសម្ភារៈប្រឆាំងនឹងអុកស៊ីតកម្មបន្ថែមទៀត [1]។ ទោះបីជាមានលក្ខណៈសម្បត្តិធន់នឹងការច្រេះខ្ពស់ក៏ដោយ អាយុកាលនៃសមាសធាតុដែលផលិតពីយ៉ាន់ស្ព័រដែលមានមូលដ្ឋានលើ FeCrAl អាចត្រូវបានកំណត់ ប្រសិនបើគ្រឿងបន្លាស់ត្រូវបានប៉ះពាល់ជាញឹកញាប់ទៅនឹងវដ្តកម្ដៅនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ [2]។ ហេតុផលមួយសម្រាប់រឿងនេះគឺថា ធាតុបង្កើតមាត្រដ្ឋាន គឺអាលុយមីញ៉ូម ត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងម៉ាទ្រីសយ៉ាន់ស្ព័រនៅក្នុងតំបន់ក្រោមដី ដោយសារតែការប្រេះស្រាំកម្ដៅម្តងហើយម្តងទៀត និងការកែទម្រង់មាត្រដ្ឋានអាលុយមីញ៉ូម។ ប្រសិនបើមាតិកាអាលុយមីញ៉ូមដែលនៅសល់ថយចុះក្រោមកំហាប់សំខាន់ យ៉ាន់ស្ព័រមិនអាចកែទម្រង់មាត្រដ្ឋានការពារបានទៀតទេ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការកត់សុីបំបែកដ៏មហន្តរាយដោយការបង្កើតអុកស៊ីដដែលមានមូលដ្ឋានលើជាតិដែក និងអុកស៊ីដដែលមានមូលដ្ឋានលើក្រូមីញ៉ូមដែលកំពុងកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស [3,4]។ អាស្រ័យលើបរិយាកាសជុំវិញ និងភាពជ្រាបចូលនៃអុកស៊ីដផ្ទៃ នេះអាចជួយសម្រួលដល់ការកត់សុីខាងក្នុងបន្ថែមទៀត ឬនីទ្រីដេសិន និងការបង្កើតដំណាក់កាលដែលមិនចង់បាននៅក្នុងតំបន់ក្រោមដី [5]។ Han និង Young បានបង្ហាញថា នៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រ Ni Cr Al ដែលបង្កើតជាមាត្រដ្ឋានអាលុយមីណា គំរូស្មុគស្មាញនៃអុកស៊ីតកម្មខាងក្នុង និងនីទ្រីដេសិន វិវឌ្ឍ [6,7] ក្នុងអំឡុងពេលវដ្តកម្ដៅនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅក្នុងបរិយាកាសខ្យល់ ជាពិសេសនៅក្នុងយ៉ាន់ស្ព័រដែលមានសារធាតុបង្កើតនីទ្រីដេសិនខ្លាំងដូចជា Al និង Ti [4]។ មាត្រដ្ឋានអុកស៊ីដក្រូមីញ៉ូម ត្រូវបានគេដឹងថាអាចជ្រាបចូលអាសូតបាន ហើយ Cr2N បង្កើតជាស្រទាប់មាត្រដ្ឋានរង ឬជាទឹកភ្លៀងខាងក្នុង [8,9]។ ឥទ្ធិពលនេះអាចត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌវដ្តកម្ដៅ ដែលនាំឱ្យមានការប្រេះមាត្រដ្ឋានអុកស៊ីដ និងកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពរបស់វាជារបាំងចំពោះអាសូត [6]។ ដូច្នេះ ឥរិយាបថច្រេះត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការប្រកួតប្រជែងរវាងអុកស៊ីតកម្ម ដែលនាំឱ្យមានការបង្កើត/ថែទាំអាលុយមីណាការពារ និងការជ្រាបចូលអាសូត ដែលនាំឱ្យមាននីទ្រីដេសិនខាងក្នុងនៃម៉ាទ្រីសយ៉ាន់ស្ព័រដោយការបង្កើតដំណាក់កាល AlN [6,10] ដែលនាំឱ្យមានការបែកខ្ញែកនៃតំបន់នោះ ដោយសារតែការពង្រីកកម្ដៅខ្ពស់នៃដំណាក់កាល AlN បើប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ាទ្រីសយ៉ាន់ស្ព័រ [9]។ នៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl ទៅនឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានអុកស៊ីសែន ឬអ្នកបរិច្ចាគអុកស៊ីសែនផ្សេងទៀតដូចជា H2O ឬ CO2 អុកស៊ីតកម្មគឺជាប្រតិកម្មលេចធ្លោ ហើយមាត្រដ្ឋានអាលុយមីណាបង្កើតបាន ដែលមិនអាចជ្រាបចូលដោយអុកស៊ីសែន ឬអាសូតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងផ្តល់ការការពារប្រឆាំងនឹងការជ្រៀតចូលរបស់វាទៅក្នុងម៉ាទ្រីសយ៉ាន់ស្ព័រ។ ប៉ុន្តែ ប្រសិនបើប៉ះពាល់នឹងបរិយាកាសកាត់បន្ថយ (N2+H2) និងការប្រេះស្រាំមាត្រដ្ឋានអាលុយមីណាការពារ អុកស៊ីតកម្មបំបែកក្នុងស្រុកចាប់ផ្តើមដោយការបង្កើតអុកស៊ីដ Cr និង Ferich ដែលមិនការពារ ដែលផ្តល់ផ្លូវអំណោយផលសម្រាប់ការសាយភាយអាសូតចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីស ferritic និងការបង្កើតដំណាក់កាល AlN [9]។ បរិយាកាសអាសូតការពារ (4.6) ត្រូវបានអនុវត្តជាញឹកញាប់នៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្មនៃយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl។ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍កម្តៅធន់ទ្រាំនៅក្នុងឡដុតកំដៅដែលមានបរិយាកាសអាសូតការពារគឺជាឧទាហរណ៍នៃការអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយនៃយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl នៅក្នុងបរិយាកាសបែបនេះ។ អ្នកនិពន្ធរាយការណ៍ថាអត្រាអុកស៊ីតកម្មនៃយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAlY គឺយឺតជាងគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅពេលដែលត្រូវបានដុតនៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែនទាប [11]។ គោលបំណងនៃការសិក្សានេះគឺដើម្បីកំណត់ថាតើការចំហុយក្នុងឧស្ម័នអាសូត (4.6) (កម្រិតមិនបរិសុទ្ធជាក់លាក់របស់ Messer® O2 + H2O < 10 ppm) ប៉ះពាល់ដល់ភាពធន់នឹងការច្រេះនៃយ៉ាន់ស្ព័រ FeCrAl (Kanthal AF) ដែរឬទេ និងកម្រិតដែលវាអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពចំហុយ ការប្រែប្រួលរបស់វា (វដ្តកម្ដៅ) និងអត្រាកំដៅ។