Giriş
Alüminyum manganez cevherinden yapılan granül esas olarak metalurji endüstrisinde kullanılmaktadır. Alüminyum-mangan alaşımlarının üretimi için bir hammadde görevi görür. Bu alaşımlar otomotiv, havacılık, inşaat ve elektronik endüstrilerinde çeşitli uygulamalar için kullanılır. Bazı durumlarda, alüminyum manganez cevheri granülleri, çelik endüstrisinde, mukavemet ve korozyon direnci gibi özellikleri geliştirmek için belirli çelik türleri için bir alaşım katkı maddesi olarak da kullanılır.
Ölçüm Koşulları
Enerjik etkiler dinamik bir yüksek sıcaklık diferansiyel kalorimetresi olan NETZSCH model DSC 404 F1 Pegasus® ile ölçülmüştür. Üstten yüklemeli sistem, oda sıcaklığından 1650°C'ye kadar ölçüm yapılmasına olanak tanır. Uygulamaya bağlı olarak, farklı DSC veya DTA sensörleri kullanılabilir; bunlar operatör tarafından kolayca değiştirilebilir. İlgili sensörler için çeşitli termokupl tipleri (E, K, S ve B) mevcuttur ve bunların selectiyonu sıcaklık aralığına ve gerekli hassasiyete bağlıdır. Cihaz vakum geçirmezdir ve böylece saf inert gaz veya oksitleyici atmosfer altında ölçüm yapılmasına olanak sağlar. Dakikada 50 K'ye kadar ısıtma hızları mümkündür. Yazılım, başlangıç ve pik sıcaklığı, bükülme noktaları, pik alanı entegrasyonu ve daha fazlasının hesaplanmasını sağlar. Ölçüm parametreleri tablo 1'de listelenmiştir.
Tablo 1: Ölçüm parametresi
| Enstrüman | DSC 404 F1 Pegasus® |
| Sensör/sensör tipi | DSC Özgül Isı Kapasitesi (cp)Isı kapasitesi, numuneye verilen ısı miktarının ortaya çıkan sıcaklık artışına bölünmesiyle belirlenen, malzemeye özgü fiziksel bir niceliktir. Özgül ısı kapasitesi, numunenin birim kütlesiyle ilişkilidir.cp, S tipi |
| Fırın | Rodyum |
| Potalar | Delinmiş kapaklı bor nitirde (BN) ve dış pota tabanı ile sensör arasında Al2O3 diskler |
| Sıcaklık programı | RT ila 1650°C |
| Isıtma oranı | 20 K/dak |
| Örnek ağırlık | 30,748 mg |
| Calibration standardı | Safir |
Ölçüm Sonuçları ve Tartışma
Ölçüm için alüminyum ve manganez cevheri (öğütülmüş) 1:1 oranında karıştırılmış ve argon atmosferi ve delikli kapaklı bir BN kroze kullanılarak 20 K/dak ısıtma hızında 1650°C'ye ısıtılmıştır. Şekil 1, artan sıcaklıkla birlikte açıkça görülebilen enerjik etkiler sergileyen DSC sinyalini göstermektedir.
En yüksek sıcaklıklar olan 612°C ve 674°C'de hafifçe örtüşen iki endotermal etki gözlenmektedir (bkz. şekil 2'deki enlarged görünümü). Bu EndotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon, dönüşüm için ısı gerekiyorsa endotermiktir.endotermik etkilerin toplam entalpisi 216 J/g'dır. Bu toplam etki muhtemelen alüminyum granülün veya kısmının erimesinden kaynaklanmaktadır. Bir başka EndotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon, dönüşüm için ısı gerekiyorsa endotermiktir.endotermik etki 912°C'lik bir tepe sıcaklığında tespit edilmiştir.
1000°C'nin üzerinde, 1217°C ve 1362°C tepe sıcaklıklarında toplam entalpisi -1554 J/g olan large örtüşen birEkzotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon ısı üretiyorsa ekzotermiktir. ekzotermal etki görülebilir. Omuzlar olarak fark edilebilen üst üste binme, büyük olasılıkla numune karışımı içindeki bir reaksiyondan kaynaklanmaktadır. Termit benzeri bir reaksiyon meydana gelir [1]. Manganez cevheri daha yüksek sıcaklıklarda erimiş alüminyum ile indirgenerek reaksiyona girer. Bu, manganezin alüminyum ile reaksiyona girerek metalik manganez oluşturmak üzere oksijeni uzaklaştırdığı anlamına gelir. Reaksiyon, elementler arasındaki termodinamik reaktiviteye uygun olarak gerçekleşir.
MnO2 + Al → Mn + Al2O3
Spesifik reaksiyon koşulları, manganez cevherinin tam bileşimine ve sıcaklığa bağlıdır. Entalpisi -1554 J/g olan buEkzotermikBir örnek geçişi veya bir reaksiyon ısı üretiyorsa ekzotermiktir. ekzotermal etki, 500°C'nin üzerinde geniş bir sıcaklık aralığına yayılır. Ölçümün sonunda numune yeniden tartılır. 5'lik bir kütle kaybı tespit edilir.
Özet
DSC 404 F1 Pegasus® , yüksek sıcaklıklarda termoanalitik incelemeler gerçekleştirebilme özelliğiyle, aşırı termal koşullar altındaki malzemeler üzerinde analizler yapılmasına olanak tanır. Ayrıca, yukarıdaki örnekte gösterildiği gibi large reaksiyon entalpilerinin görüntülenmesi ve karakterizasyonu bu sağlam ve aynı zamanda çok hassas cihazla mümkündür.
arcEnerjik etkiler ve durum değişiklikleri hassas bir şekilde ölçülüp analiz edilebilmekte ve bu da geniş bir sıcaklık alanında çok çeşitli malzemelerin termal davranışları ve kararlılıkları hakkında değerli bilgiler sağlamaktadır.
Bu cihaz, malzeme ve yer bilimleri veya metal/çelik ve seramik endüstrileri gibi alanlarda, yani malzemelerin hem termal hem de termofiziksel özelliklerinin anlaşılması ve bilinmesinin ürün geliştirme, süreç optimizasyonu ve kalite kontrolü için belirleyici olduğu alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.