مواد الصهر لمصاهر الألومنيوم

تتمثل الوظيفة الرئيسية لمواد الصهر المستخدمة في مصاهر الألومنيوم في إزالة الخبث والغازات، وهي تُستخدم على نطاق واسع في أفران الألومنيوم ومسابك الألومنيوم.

تتحدد قدرة مادة التذويب المستخدمة في مصهر الألومنيوم على إزالة الخبث من خلال امتصاص مادة التذويب للشوائب المؤكسدة الموجودة في المادة المنصهرة وحلها، بالإضافة إلى التفاعل الكيميائي بين مادة التذويب والمادة المنصهرة.

لا يتبلل الألومنيوم المنصهر بالشوائب المؤكسدة، ويكون التوتر السطحي بينهما كبيرًا جدًّا؛ في حين أن المادة المساعدة تتبلل بالشوائب المؤكسدة، ويكون التوتر السطحي بينهما صغيرًا نسبيًّا.

بعد تدفق التكرير عندما يمتص المذيب الشوائب المؤكسدة الموجودة في المادة المنصهرة، فإنه يمكن أن يقلل من الطاقة الحرة السطحية للنظام. ولذلك، فإن المذيب يتمتع بالقدرة على امتصاص الشوائب المؤكسدة تلقائيًا، أي أنه يتمتع بخصائص تنقية. ويُعد هذا الامتصاص السبب الرئيسي لإزالة الخبث بواسطة المذيب.

من الواضح أنه كلما انخفض التوتر السطحي بين المادة المُذيب والشوائب غير المعدنية، وزاد التوتر السطحي بين المادة المُذيب والألومنيوم المنصهر، وكذلك التوتر السطحي بين الألومنيوم المنصهر والشوائب غير المعدنية، كان امتصاص المادة المُذيب أفضل. وكلما زادت فعالية إزالة الخبث، كلما كان تأثير المذيب في إذابة الأكاسيد أكثر قوة، وهذا التأثير يتحدد بطبيعة المذيب نفسه.

بشكل عام، عندما يكون التركيب الجزيئي للمواد المساعدة مشابهًا للتركيب الجزيئي أو الخصائص الكيميائية لبعض الأكاسيد، يمكن أن يحدث انحلال متبادل عند درجة حرارة معينة. على سبيل المثال، يتمتع كل من Al₂O₃ وNa₃AlF₆، وكذلك MgO وMgCl₂ اللذان يحتويان على نفس الكاتيون، بدرجة معينة من القابلية للذوبان المتبادل. ومع ذلك، في نطاق درجات الحرارة العادية لتكرير الألومنيوم المنصهر، تكون كمية الأكاسيد المذابة في مادة التذويب ضئيلة جدًّا.

يتجلى تأثير إزالة الغازات الذي يحدثه مادة التذويب في مصهر الألومنيوم بشكل أساسي في ثلاثة جوانب:

أولاً، مع إزالة المركب، يتم التخلص من جزء من الهيدروجين المركب الذي امتصته الشوائب المؤكسدة. ثانيًا، عندما يتحلل المذيب أو يتفاعل مع المادة المنصهرة، فإنه يشكل منتجًا غازيًّا يساعد على الانتشار وإزالة الهيدروجين. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن طبقة الأكسيد الموجودة على سطح المادة المنصهرة تتحلل، يصبح من السهل على الهيدروجين الذري المذاب أن ينتشر في الغلاف الجوي. ومع ذلك، فإن تأثير المذيب في إزالة الغازات محدود. في ظروف الإنتاج، لا يمكن أن ينخفض محتوى الهيدروجين إلا إلى مستوى 0.2-0.25 مل/100 غرام من الألومنيوم. استخدام AdTech أثناء العملية معدات تنقية إزالة الغازات يمكن أن يقلل بشكل أكبر من محتوى الهيدروجين في الألومنيوم المنصهر.