Để nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc và tính chất của vật liệu nhôm xốp, các mẫu Al-2%TiH2 được tiến hành thiêu kết ở các nhiệt độ khác nhau tương ứng là 680, 690, 700, 710 và 720o
C với thời gian duy trì nhiệt độ là 5 phút. Ảnh quang học mẫu nhôm xốp sau khi thiêu kết như thấy trên hình 3.11. Có thể thấy ở nhiệt độ thiêu kết 680 và 690oC, TiH2 phân hủy thành khí hydro và hình thành cấu trúc nhôm xốp, tuy nhiên pha lỏng của nhôm hình thành ở nhiệt độ này có độ nhớt cao đồng thời áp suất khí chưa đủ lớn và quá trình sáp nhập của các bóng khí chưa diễn ra mạnh nên các lỗ xốp hình thành có kích thước nhỏ và chưa có dạng cầu. Khi tăng nhiệt độ lên 700 và 710oC thì quá trình tạo xốp diễn ra nhanh chóng, các bóng khí cũng có xu hướng sáp nhập vào với nhau để tạo các bóng khí lớn hơn. Bên cạnh đó do độ linh động của pha nhôm lỏng đã tốt hơn, áp suất khí cũng tăng và tác động lên thành lỗ xốp gần như đẳng hướng nên các lỗ xốp có dạng hình cầu. Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 720oC, quá trình sáp nhập của bóng khí diễn ra mạnh, kim loại Al lỏng có xu hướng kéo xuống dưới do trọng lực, đồng thời bóng khí hydro lại có xu hướng nổi lên và kết quả là khí hydro sẽ thoát ra ngoài làm phá vỡ cấu trúc bóng khí, các lỗ xốp sẽ xẹp xuống như chỉ ra trong hình 3.11 của mẫu thiêu kết ở 720oC.
Cấu trúc pha của mẫu nhôm xốp sau khi thiêu kết được thể hiện trên giản đồ nhiễu xạ tia X- hình 3.12. Ở nhiệt độ thiêu kết 700oC, ngoài các đỉnh nhiễu xạ của
37
pha nền Al còn phát hiện thấy một số đỉnh nhiễu xạ của TiH2, Al3Ti và Al2O3 với cường độ khá thấp. Sự xuất hiện pha liên kim Al3Ti hình thành trong cấu trúc nhôm xốp sau khi TiH2 phân hủy thành khí hydro và Ti kim loại. Kim loại Ti sẽ phản ứng với Al để hình thành nên Al3Ti, điều này đã được minh chứng trong các nghiên cứu trước đây của Qin [7], Orovčík [8] và các đồng nghiệp của họ.
Hình 3.11 Mẫu nhôm xốp thiêu kết ở các nhiệt độ khác nhau
680oC 720oC