سیلیکون (Si) و منیزیم (Mg) دو ستون اصلی در علم مواد مدرن هستند. در حالی که هر کدام دارای ویژگی‌های مجزای مجزای-سیلیکون به عنوان نیمه‌رسانا و اکسیدکننده هستند، منیزیم به‌عنوان سبک‌ترین فلز ساختاری{2}}هم‌افزایی آنها در آلیاژها و آلیاژهای اصلی ارزشی بسیار فراتر از قابلیت‌های جداگانه آنها ایجاد می‌کند. درک نحوه تعامل آنها برای پیشرفت ساخت و ساز سبک وزن، عملکرد{4}در دمای بالا، و تولید پایدار کلیدی است.
1. آلیاژ اصلی:سیلیکون-منیزیم(SiMg) برای چدن داکتیل
تاسیس ترین مشارکت صنعتی در تولید چدن داکتیل (ندولار) نهفته است. هنگامی که منیزیم به آهن مذاب حاوی سیلیکون وارد می شود، با گوگرد و اکسیژن واکنش داده و MgS و MgO را تشکیل می دهد. مهمتر از آن، منیزیم باعث می شود که گرافیت به جای ورقه های ضعیف و شکننده، به صورت گره های کروی رسوب کند. سیلیکون به عنوان یک حامل و تثبیت کننده عمل می کند و توزیع یکنواخت منیزیم را تضمین می کند و یک واکنش تمیز و قابل پیش بینی را ایجاد می کند. آلیاژ اصلی SiMg به دست آمده (معمولاً 5 تا 20 درصد منیزیم تعادل Si) آهن خاکستری را به آهن داکتیل با استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر خستگی و جذب ضربه{6} تبدیل می کند که برای میل لنگ خودرو، اتصالات لوله و توپی های توربین بادی ضروری است.
2. تقویت آلیاژهای آلومینیوم-سیلیکون-منیزیم (Al-Si-Mg) (سری 6xxx)
در ریخته گری آلومینیوم و آلیاژهای اکستروژن (به عنوان مثال، 6061، 6082)، منیزیم و سیلیکون ترکیب می شوند تا ترکیب بین فلزی Mg2Si را تشکیل دهند. این فاز عامل تقویت کننده اولیه پس از عملیات حرارتی محلول و پیری است. بدون منیزیم، سیلیکون به تنهایی تا حد زیادی غیر فعال باقی می ماند. بدون سیلیکون، منیزیم نمی تواند به طور موثر رسوب کند. نسبت کنترل شده (معمولاً Mg:Si نزدیک به 1.73:1 وزنی) حداکثر پاسخ سخت شدن سن را تضمین می کند. این پروفیل‌های سبک‌وزن، قابل جوش و مقاوم در برابر خوردگی{11}را برای پل‌ها، شاسی خودرو و سینک‌های حرارتی{12}}در جایی که هم هدایت حرارتی و هم استحکام مکانیکی مورد نیاز است، امکان‌پذیر می‌کند.
3. هم افزایی حرارتی و خوردگی
سیلیکون سیالیت مذاب‌های غنی از منیزیم-در طول ریخته‌گری را بهبود می‌بخشد و تخلخل را کاهش می‌دهد. در همین حال، منیزیم مقاومت اکسیداسیون طبیعی سیلیکون را در دماهای بالا افزایش می دهد. در برخی آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، افزودن‌های کوچک هر دو عنصر از شکنندگی مرز دانه‌ها جلوگیری می‌کند و عملکرد خزش را تا 300 درجه بهبود می‌بخشد.
4. پایداری و بازیافت
هر دو فلز بسیار قابل بازیافت هستند و ترکیب آنها انرژی ذوب را در مقایسه با سیستم‌های مبتنی بر فولاد یا مس- کاهش می‌دهد. آلیاژهای اصلی SiMg همچنین نیاز به عوامل نادر ندوله ساز زمین، کاهش هزینه و خطرات زنجیره تامین را کاهش می دهند.
نتیجه گیری
جفت استراتژیک سیلیکون و منیزیم تصادفی نیست. سیلیکون سیالیت، اکسید زدایی و محل های بارش را فراهم می کند. منیزیم پتانسیل ندولاریزه شدن و سفت شدن سن را ایجاد می کند. آنها با هم، آهن انعطاف پذیر، آلیاژهای آلومینیوم سری 6xxx{4}}و کامپوزیت های سبک وزن نسل بعدی-را فعال می کنند. برای مهندسان و متالوژیست‌ها، تسلط بر تعادل Si-منیزیم راهی عملی برای رسیدن به مواد قوی‌تر، سبک‌تر و سبزتر است.
📧E-ایمیل: goldenltd.silicon@gmail.com 📞WhatsApp:8616663721147
