طلاء bn ذو جودة عالية وثابتة، ويدور المحتوى التالي حول هذا الموضوع.
سبائك الاختبار هي T1-50% (النسبة الذرية، وهي نفس النسبة المذكورة لسبائك الذاكرة الشكلية أدناه) التي وفرها معهد بكين لأبحاث المعادن غير الحديدية
أُجري اختبار التفاعل السطحي بين الغلاف وسبائك التيتانيوم في فرن تسخين حثي فراغي مصنوع يدويًّا: تم تسخين سبائك التيتانيوم في بوتقة من أكسيد الكالسيوم، وتم تفريغ الفرن الحثي إلى 7 باسكال. ولتجنب حدوث تفريغ في ملف الحث، تم ملء الفرن بغاز الأرجون النقي عالي الضغط كحماية. تبلغ درجة حرارة صب السبيكة 1470 ℃ و1600 ℃ على التوالي، ويتم إخراجها عندما تنخفض درجة حرارة الصب إلى درجة حرارة الغرفة. لدراسة الطبقة التفاعلية على سطح المسبوك، لم تتم معالجة المسبوك بالخربشة بالخرز أو التخليل، بل تم تنظيف غلاف القالب فقط ثم أخذ العينات منه عن طريق القطع بالأسلاك.
تم تحليل العينات نسيجيًّا باستخدام مجهر إلكتروني ماسح من طراز S-570 مزود بنظام EDS ومسبار إلكتروني من طراز JAX-8100.
1 نتائج الاختبار والمناقشة
1.1 تحليل واجهة التفاعل بين الغلاف المركب القائم على طلاء البن وسبائك التيتانيوم والنيكل. نقطة انصهار T1
تبلغ درجة حرارة انصهار سبيكة الذاكرة الشكلية 50%N 1321 درجة مئوية. في هذه التجربة، تم تحضير عينات من سبيكة الذاكرة الشكلية T1-50%1 في قوالب مركبة قائمة على طلاء bn عند درجات حرارة صب بلغت 1470 و1600 درجة مئوية، على التوالي. الشكل 1 هو صورة بتكبير منخفض لمسبوكات سبيكة التيتانيوم والنيكل التي تم تحضيرها من قوالب مركبة مطلية بطبقة BN عند درجات حرارة صب مختلفة. ويمكن ملاحظة أنه عند درجة حرارة الصب العادية البالغة 1470 درجة مئوية، يكون سطح قطعة الصب المصنوعة من سبيكة التيتانيوم والنيكل والمُعدة بواسطة القالب المركب المطلي بطبقة BN أملسًا، ولا توجد ظاهرة التصاق الرمل، كما هو موضح في الشكل 1(أ). وهذا يدل على أن القشرة المركبة القائمة على طلاء البورون (BN) تتمتع بمقاومة جيدة للصدمات الحرارية وتآكل المعدن المنصهر، ويمكنها تحمل تآكل سبيكة التيتانيوم المنصهرة عند درجات الحرارة العالية، كما أنها تُظهر قدرة جيدة على إعادة التشكيل. ولتحليل التفاعل بين القالب المركب القائم على طلاء البورون النيتريد وسبائك التيتانيوم والنيكل في ظل ارتفاع شديد في درجة الحرارة، تم رفع درجة حرارة الصب إلى 600 ℃.
الشكل 2 هو صورة مأخوذة بالمجهر الإلكتروني الماسح لمقاطع عرضية رأسية لمسبوكات من التيتانيوم والنيكل مصبوبة في طلاء bn ذو جودة عالية وثابتةقوالب مركبة قائمة على التيتانيوم عن طريق القطع بالأسلاك عند درجات حرارة صب مختلفة. ويتضح من الشكل أن مراحل غير منتظمة من سبائك التيتانيوم موزعة على مصفوفة العينات التي تم تحضيرها عند درجات حرارة مختلفة، كما تتمتع مصبوبات التيتانيوم والنيكل بضغط جيد دون وجود مسام واضحة أو مسامية ناتجة عن الانكماش. لا توجد شوائب جسيمية كبيرة في المسبوكات (حجم جسيمات Y₂O₃ في الطبقة السطحية للغلاف المركب عالي الجودة والمستقر أكبر من 36 ميكرومتر، وحجم جسيمات BN أكبر من 30 ميكرومتر، وحجم جسيمات أكسيد الإيتريوم المستخدم في الصقل أكبر من 120 ميكرومتر)، مما يشير إلى أن القشرة المركبة القائمة على الطلاء تتمتع بمقاومة عالية للحرارة. عند 1470 درجة مئوية، فإن طلاء bn ذو جودة عالية وثابتةلا يتفاعل القالب المركب المصنوع من مادة «bn» مع سبيكة التيتانيوم المنصهرة إلا بدرجة ضئيلة. وحتى في ظل التآكل الناتج عن سبيكة التيتانيوم-النيكل المنصهرة عند درجة حرارة 1600 ℃، لم تحدث مشكلة التقشر أو تساقط الجسيمات. لذلك، عند استخدام القالب المركب المطلي بطبقة bn مع سبيكة التيتانيوم والنيكل، فإنه لا يضمن شكل القالب فحسب، بل يضمن أيضًا نقاء السبيكة المصبوبة.