دراسة في قسم الفيزياء تكشف عن تأثير( البورون والتيتانيوم )
على بعض الخصائص الفيزيائية لسبيكة ( ألمنيوم- نحاس- مغنيسيوم )
نال طالب الماجستير قيس موجد شياع الجميلي درجة(الامتياز) في الماجستير بعد مناقشة رسالته المقدمة إلى مجلس كلية العلوم - جامعة بابل وهي جزء من متطلبات نيل درجة ماجستير علوم في الفيزياء. تألفت لجنة المناقشة من أ.د عبد الكريم جواد رشيد البيرماني /رئيسا /جامعة بابل- كلية العلوم وعضوية أ.د. نادر فاضل حبوبي حبيب /عضوا /الجامعة المستنصرية-كلية التربية وأ.م.د. زينب عبد السلام جبر الرمضان /عضوا/ الجامعة المستنصرية-كلية التربية وأ.د. عبد العزيز عبيد موسى العكيلي /المشرف الأول/عضوا/جامعة بابل- كلية العلوم وأ.م.د. جاسم محمد سلمان المرشدي /المشرف الثاني/عضوا/ جامعة بابل -كلية هندسة المواد .
وقال الباحث ان سبيكة (الألمنيوم- نحاس- مغنيسيوم) تعد من إحدى السبائك الهامة التي تعود إلى سلسلة (2xxx) حيث النحاس عنصر السبك الأساسي فيها ويمثل بالرقم (2) اعتمدت الدراسة الحالية تقنيات عدة لتحسين أداء السبيكة الأساس (Al-Cu-Mg) عن طريق سلوك الاصلاد بالتعتيق الحراري, مقاومة التآكل والتوصيل الحراري , وشملت إضافة عناصر السبك مثل البورون (B) والتيتانيوم (Ti) وتحضير أربعة أنواع من السبائك اعتمادا على التكوين الكيميائي ومن ثم استخدام المعاملات الحرارية مثل عملية المجانسة وعملية التعتيق الاصطناعي حيث تم اختيار ثلاث درجات حرارية (150 ?C, 175 ?C, 200 ?C) عند فترات زمنيه مختلفة.
واضاف: أُجريت عدة اختبارات لتقييم اداء السبائك الأربعة (A,B,C,D) المستخدمة في هذا البحث وقد شملت اختبارات الصلادة الدقيقة ( Microhardness ) , إذ تم استخدام قيم الصلادة الدقيقة بوصفها مؤشرا على الاستقرارية الحرارية لحالات مختلفة من التعتيق الاصطناعي (Artificial Ageing) , ومقاومة التآكل في محلول ملحي (3.5% NaCl) , وقياس خشونة السطح , ودراسة الخصائص التركيبية عن طريق الفحص بالأشعة السينية ,القياسات الحرارية التي شملت (التوصيل الحراري والحرارة النوعية والانتشار الحراري) ودراسة البنية المجهرية ( Microstructure ) .
وبين الباحث ان النتائج اظهرت إن إضافة (Ti 1.0%) للسبيكة الأساس تحسن صلادة فيكرز بنسبة (%82.12) عند درجة حرارة تعتيق ((200 ?C)) مقارنة مع السبيكة الأساس, وان إضافة (B 0.1%) مع (1.0% Ti) للسبيكة الأساس تحسن صلادة فيكرز بنسبة (%65.91) عند درجة حرارة تعتيق(( 200 ?C)), أما إضافة (0.1% B) للسبيكة الأساس فوجدنا انها تقلل من صلادة السبيكة الاساس في كافة درجات حرارة التعتيق المستخدمة.أما مقاومة التآكل في المحلول الملحي (NaCl 3.5%) فقد كانت أفضل مقاومة في السبيكة ( D) (Al-2%Cu-2%Mg-0.1%B-1.0%Ti) مقارنة مع بقية السبائك عند إجراء فحص التآكل للسبائك المحضرة بعد عملية المجانسة وبعد عملية التعتيق الاصطناعي بدرجة حرارة (( 200 ?C)) ولمدة (10 hrs.) تراكمية .وأما فحص خشونة السطح للسبائك فتبين ان السبيكة (D) هي أكثر نعومة سطح من بقية السبائك وهذا يعود إلى ان إضافة البورون و التيتانيوم معا يزيد من نعومة السطح في السبائك لأنه يعمل على تقليل الحجم الحبيبي .
أما من خلال دراسة الخصائص التركيبية باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية تبين ان السبائك متعددة التبلور حيث وجد ان السبيكة (A) خليط من التركيب ألمكعبي ( Cubic) التركيب ألمعيني القائم (Orthorhombic ) و التركيب أحادي الميل (Monoclinic)، اما السبيكة (B) فهي خليط من التركيب المكعبي والتركيب الرباعي (Tetragonal) والتركيب السداسي الموشوري (Rhombohedral) ، اما السبيكة (C) فوجد بأنها خليط من التركيب المكعبي والتركيب السداسي (Hexagonal) والتركيب المعيني ، أما ما يخصّ السبيكة (D) فهي خليط من التركيب ألمكعبي والتركيب السداسي والتركيب ألمعيني والتركيب أحادي الميل,وعن طريق قياس الحجم الحبيبي وجد ان السبيكة (D) اقل حجم حبيبي مقارنة مع بقية السبائك الأخرى.
وتابع بالقول: انه وجد خلال دراسة الخصائص الحرارية ان السبيكة الأساس أكثر توصيل حراري من بقية السبائك وان عملية التعتيق الاصطناعي تزيد التوصيل الحراري مع ارتفاع درجة حرارة التعتيق , وكذلك الحرارة النوعية للسبائك تزداد مع ارتفاع درجة حرارة التعتيق , اما قيمة الانتشار الحراري كانت ثابتة لكافة السبائك ولا تتأثر بعناصر السبك ولا عملية التعتيق الاصطناعي .اما دراسة البنية المجهرية فقد تم من خلال التصوير بالمجهر الضوئي للسبائك بعد عملية السباكة وبعد عملية المجانسة وبعد عمليات التعتيق الاصطناعي, وتم مشاهدة التغير بالبنية المجهرية خلال المراحل المختلفة بظهور أطوار جديدة في بنية السبائك .
بقلم / عادل الفتلاوي