در این پژوهش، سینتیک تشکیل ترکیبات بین‌فلزی آلومینیم-تیتانیم طی واکنشهای ناشی از غوطه‌وری ورق تیتانیم در مذاب آلومینیم در دماهای 750، 850 و 950 درجه سانتی گراد مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی‌های انجام شده با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز EDS و XRD نشان داد تنها فازی که در هر سه دما در تمام زمانهای اعمالی تشکیل می‌شود TiAl3است. این فاز در دمای 750 درجه سانتی گراد پس از حدود 10 دقیقه شکل می‌گیرد. ضخامت این لایه با گذشت زمان تا سه ساعت به آرامی تا حدود20 میکرون افزایش می‌یابد. اما در سه ساعت رشد ناگهانی در ضخامت این لایه رخ می‌دهد به صورتی که ضخامت لایه به طور ناگهانی به 500 میکرون افزایش می‌یابد. مکانیزم این فرایند احتمالا به این صورت است که در ابتدا تیتانیم در مذاب آلومینیم حل می‌شود. لایه‌ای از ترکیب بین فلزی TiAl3به وجود می‌آید. با گذشت زمان از آنجا که حجم TiAl3 به وجود آمده از تیتانیم بیشتر است در اثر تنش‌های کششی به وجود آمده، در ترکیب بین فلزی به وجود آمده گسیختگی به وجود می‌آید. این گسیختگی باعث تماس مجدد تیتانیم و آلومینیم مذاب شده و باعث می‌شود واکنش با سرعت زیادی پیش رود. با توجه به کاهش ضخامت ورق تیتانیم بر حسب زمان انرژی فعالسازی واکنش انجام شده برابر 110.8 کیلوژول بر مول محاسبه شد. این میزان انرژی احتمالا معادل مجموع انرژی تشکیل ترکیب TiAl3 و نفوذ آلومینیم از بین لایه TiAl3 تشکیل شده است.

کلمات کلیدی