680oC 720 o C
3.6 Ảnh hưởng của thời gian thiêu kết
Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thiêu kết, mẫu Al-2%TiH2 được thiêu kết ở nhiệt độ 710oC với các khoảng thời gian khác nhau là 1, 3, 5, 8 và 10 phút trong môi trường có khí bảo vệ Ar. Ảnh các mẫu thiêu kết với các khoảng thời gian khác nhau như thấy trên hình 3.16. Với thời gian thiêu kết ngắn, 1 phút, các lỗ
42
xốp đã bắt đầu hình thành nhưng do thời gian ngắn và độ linh động của nhôm lỏng chưa cao nên các lỗ xốp chưa sáp nhập vào nhau, do đó kích thước lỗ xốp nhỏ và chưa có dạng cầu. Khi tăng thời gian thiêu kết lên 3 và 5 phút, quá trình khuếch tán và sáp nhập của các lỗ xốp diễn ra mạnh làm cho các lỗ xốp lớn lên, đồng thời áp suất hydro trong bóng khí tăng tác động lên vách lỗ xốp là nhôm lỏng với độ linh động cao hơn nên lỗ xốp dần có dạng cầu. Sự xâm nhập của các lỗ xốp vào với nhau như thấy tại các khu vực đánh dấu trên ảnh mẫu thiêu kết 3 phút và 5 phút. Tiếp tục tăng thời gian thiêu kết thì quá trình sáp nhập diễn ra càng mạnh, các lỗ xốp có thể có đường kính lên đến 2,5 cm như thấy trên ảnh mẫu thiêu kết 8 phút. Chiều dày của vách xốp cũng mỏng dần, và khi áp xuất khí hydro tăng sẽ xé rách vách xốp như điểm X trên hình. Tiếp tục tăng thời gian thiêu kết, nhôm lỏng với độ linh động cao có xu hướng đi xuống dưới do trọng lực còn bóng khí hydro nhẹ có xu hướng nổi lên trên, khi áp xuất khí xé rách màng nhôm lỏng sẽ làm khí hydro thoát ra ngoài và bóng khí sẽ xẹp xuống và do đó cấu trúc nhôm xốp bị phá vỡ như thấy trên ảnh mẫu thiêu kết với thời gian 10 phút.
Khối lượng riêng và giới hạn chảy dẻo của mẫu sau khi thiêu kết với thời gian khác nhau được thể hiện trên đồ thị hình 3.17. Giá trị giới hạn chảy dẻo và khối lượng riêng của mẫu xốp với thời gian thiêu kết khác nhau có xu hướng giảm khi tăng thời gian thiêu kết. Như quan sát được trên ảnh cấu trúc xốp, khi tăng thời gian thiêu kết làm cho kích thước và hàm lượng lỗ xốp tăng lên dẫn đến sự suy giảm của khối lượng riêng. Đồng thời với cấu trúc xốp hơn, vách xốp mỏng hơn làm cho độ bền của mẫu cũng giảm xuống, đây cũng là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm giá trị giới hạn chảy dẻo. Có thể thấy rất rõ điều này ở mẫu thiêu kết 5 phút với giá trị giới hạn chảy dẻo là 13,7 MPa sau đó nhanh chóng giảm xuống 10,3 MPa khi thời gian thiêu kết tăng lên 8 phút.
43
Hình 3.16 Mẫu nhôm xốp thiêu kết ở 710oC với thời gian khác nhau
Khối lượng riêng và giới hạn chảy dẻo của mẫu sau khi thiêu kết với thời gian khác nhau được thể hiện trên đồ thị hình 3.17. Giá trị giới hạn chảy dẻo và khối lượng riêng của mẫu xốp với thời gian thiêu kết khác nhau có xu hướng giảm khi tăng thời gian thiêu kết. Như quan sát được trên ảnh cấu trúc xốp, khi tăng thời gian thiêu kết làm cho kích thước và hàm lượng lỗ xốp tăng lên dẫn đến sự suy giảm của khối lượng riêng. Đồng thời với cấu trúc xốp hơn, vách xốp mỏng hơn làm cho độ bền của mẫu cũng giảm xuống, đây cũng là nguyên nhân dẫn đến sự suy
1 phút 10 phút 10 phút 8 phút 5 phút X 3 phút H2
44
giảm giá trị giới hạn chảy dẻo. Có thể thấy rất rõ điều này ở mẫu thiêu kết 5 phút với giá trị giới hạn chảy dẻo là 13,7 MPa sau đó nhanh chóng giảm xuống 10,3 MPa khi thời gian thiêu kết tăng lên 8 phút.
Hình 3.17 Khối lượng riêng và giới hạn chảy dẻo của mẫu nhôm xốp với thời gian thiêu kết khác nhau