بررسی سینتیکی تجزیه حرارتی پودر هیدراید تیتانیم (TiH2) در دماهای بالا

پودر هیدراید تیتانیم به عنوان ماده حباب زا در تولید فوم های فلزی (به ویژه فوم های فلزی آلومینیمی) مورد استفاده قرار می گیرد. در اثر تجزیه حرارتی هیدراید تیتانیم در دمای بالا، مقدار زیادی گاز هیدروژن آزاد می شود. چنانچه گاز هیدروژن آزاد شده در درون آلومینیم به خوبی کنترل گردد و مذاب جامد شود، حباب های تولید شده در مذاب منجر به تولید فوم می گردد. دستیابی به معادله سرعت و تعیین مکانیزیم تجزیه برای تعیین شرایط و کنترل فرآیند فومسازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، با اندازه گیری مستقیم و لحظه ای فشار گاز هیدورژن آزاد شده در دماهای بین K673-K1273، سینتیک تجزیه هیدراید تیتانیم بررسی شده است. نتایج نشان می‎دهد که در دماهای بین K673-K873، تجزیه پودر تحت کنترل نفوذ داخلی اتم های هیدروژن از لایه اکسید تیتانیم (Ti2O3) است. در دماهای بالاتر، یعنی بین K973-K1273، پودر هیدراید تیتانیم طی دو مرحله تجزیه می شود. در مرحله اول، معادله سرعت به صورت پارابولیکی بوده و تجزیه تحت کنترل نفوذ داخلی است. پس از ثابت شدن فشار گاز هیدروژن برای مدت خاص، مرحله دوم شروع می شود. در این مرحله، معادله سرعت تجزیه پودر هیدراید تیتانیم، در آغاز از درجه صفر بوده و سپس از معادله سرعت پارابولیکی پیروی می کند. هیدراید تیتانیم طی دو مرحله به صورت «TiH2 TiHXα-Ti» تجزیه می شود. مرحله اول تحت کنترل نفوذ اتم های هیدروژن از درون لایه TiHX بوده و مرحله دوم تحت کنترل واکنش شیمیایی است. انرژی اکتیواسیون در مرحله اول تقریبا KJ112/59 بوده و در مرحله دوم معادل KJ388/81 است.