مقاله #423

چکیده

به منظور دستیابی به شکل دهی خالص [net shape forming]، اغلب پردازش آلومینیوم (Al) در حالت مذاب ضروری است. با این وجود، به علت مشکلات مربوط به آلومینیوم مذاب، مانند دمای بالا، خورندگی و ماتی، حسگرها و روش های کمی در ادبیات برای پردازش آلومینیوم گزارش شده است. در این مقاله، توسعه روش های فراصوتی برای تصویربرداری و اندازه­گیری در آلومینیوم مذاب با استفاده از میله های بافر عامل در 10 MHz ارائه شده است. سر پروب [گیرنده] میله بافر، یک سطح تخت و یا یک لنز فراصوتی دارد، که داخل آلومینیوم مذاب فرو برده شد، در حالی که سر دیگر آن با یک ترانسدیوسر[مبدل] فراصوتی توسط هوا تا دمای اتاق خنک شد. یک تصویر فراصوتی از حرف "N" حکاکی شده روی یک ورق فولاد ضد زنگ داخل آلومینیوم مذاب فرو برده شد و خوردگی آن در دمای 780 ̊C با پروب متمرکز در حالت پالس- اکو [pulse-echo] فراصوتی مشاهده شد. از آن جا که تمیز بودن آلومینیوم مذاب برای تولید و بازیافت قطعه در پردازش آلومینیوم بسیار مهم است، آزمایشات تشخیص اجزاء خارجی [inclusion detection] نیز با استفاده از پروب غیرمتمرکز در حالت های پالس- اکو و pitch-catch [بفرست و بگیر] انجام شد. سیگنال های فراصوتی پس پراکنده از ذرات کربید سیلیکون که به صورت دستی اضافه شده بودند، با قطر متوسط 50 μm با موفقیت در آلومینیوم مذاب در دمای 780 ̊C مشاهده شدند. برای کیفیت بهینه تصویر، قدرت تفکیک فضایی پروب متمرکز بسیار مهم بود، و نسبت سیگنال به نویز بالای پروب غیرمتمرکز عامل اصلی مسئول در برابر حساسیت تشخیص دربرداری با استفاده از سیگنال های فراصوتی پس پراکنده بود. علاوه بر این، یافت شد که فراصوت می تواند یک روش جایگزین برای ارزیابی درجه ترشوندگی بین یک ماده جامد و یک فلز مذاب ارائه کند. نتایج تجربی ما نشان داد که هیچ گونه اتصال [کوپلینگ] فراصوتی در سطح مشترک بین میله آلومینا و آلومینیوم مذاب تا 1000 ̊C وجود ندارد؛ بنابراین، هیچ گونه ترشوندگی در این سطح مشترک وجود نداشته است. هم چنین به دلیل این که سرعت فراصوتی در آلومینا وابسته به دماست، این میله ثابت کرد که قادر است به عنوان حسگر در خط [in-line] نظارت بر دما در آلومینیوم مذاب در زیر 1000 ̊C استفاده شود.