Кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физикохимии дисперсных систем
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
Cand. Sci. (Phys.-Math.), Leading researcher, Laboratory of physicochemistry of dispersed systems
620990, Ekaterinburg, Pervomayskaya str., 91
Кандидат химических наук, науч. сотрудник лаборатории физикохимии дисперсных систем
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
Cand. Sci. (Chem.), Researcher, Laboratory of physicochemistry of dispersed systems
620990, Ekaterinburg, Pervomayskaya str., 91
Доктор химических наук, заведующий лабораторией физикохимии дисперсных систем
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
Dr. Sci. (Chem.), Head of the Laboratory of physicochemistry of dispersed systems
620990, Ekaterinburg, Pervomayskaya str., 91
Кандидат технических наук, главный металлург
141402, Московская обл., г. Химки, Ленинградская ул., 24
Cand. Sci. (Tech.), Chief metallurgist
141402, Moscow reg., Khimki, Leningradskaya str., 24
Приведены результаты эллипсометрического исследования прессованных порошков двойных сплавов на основе алюминия, содержащих 1,5 мас.% редкоземельных элементов (Sc, La, Ce, Sm), и литейных силуминов состава, мас.%: Al–10Si– 0,5Mg–0,3Fe–0,1Ca и Al–12Si–0,6Mg–0,5Fe–0,5Ca–0,45Na. Иммерсионным методом определены оптические постоянные массивных поликристаллических сплавов, полученных переплавом указанных порошков в вакууме, а также их оксидных пленок для длины волны λ = 0,6328 мкм. C использованием оптических постоянных этих материалов рассчитаны зависимости их отражательной способности от толщины поверхностной оксидной пленки. Выявлено, что с увеличением количества легирующего компонента и интерметаллидных фаз в сплаве уменьшается его отражательная способность. Оптические постоянные использовались также при построении модифицированных Δ–ψ-номограмм, полученных на основе уравнения Максвелла–Гарнетта, позволяющих определять толщины оксидных пленок частиц и объемные доли металла в прессованных порошках, а также исследовать процессы их окисления на воздухе. Показано, что окисление порошков алюминия АСД-4 и двойных сплавов Al–1,5%РЗМ при температуре 600 °С описывается простой моделью, в которой уменьшение доли металла приводит к увеличению толщины оксидной пленки. Оказалось, что окисление силуминов идет значительно быстрее и не описывается указанной моделью, что может быть связано с появлением жидкой фазы в порошке. Образование большого числа металлических капель на поверхности частиц приводит к увеличению количества металла на исследуемой поверхности таблетки в целом. Высокая скорость окисления силуминов на воздухе может быть обусловлена поверхностной активностью магния по отношению к алюминию в жидком состоянии.
The paper presents the results of an ellipsometric study of compacted powders of aluminum-based binary alloys containing 1,5 wt.% of rare earth elements (Sc, La, Ce, Sm) and cast aluminum-silicon alloys with the following compositions: Al–10Si–0,5Mg– 0,3Fe–0,1Ca and Al–12Si–0,6Mg–0,5Fe–0,5Ca–0,45Na. An immersion method was used to determine the optical constants of massive polycrystalline alloys obtained by remelting these powders in vacuum, as well as their oxide films for a wavelength λ = 0,6328 μm. Using the optical constants of these alloys, the dependence of their reflectivity on the surface oxide film thickness was calculated. It was found that an increase in the amount of the alloying component and intermetallic phases in the alloy decreases its reflectivity. In addition, the optical constants were used in the construction of modified Δ–ψ nomograms calculated using the Maxwell-Garnett equation that make it possible to determine the thicknesses of oxide films on particles and the volume fractions of metal in compacted powders, and to study the processes of their oxidation in air. It was shown that oxidation of aluminum ASD-4 powders and Al–1,5% REM binary alloys at 600 °C is described by a simple model where a decrease in the metal fraction leads to an increase in the oxide film thickness. It turned out that the oxidation of aluminum-silicon alloys is much faster and not described by this model, which may be due to the appearance of a liquid phase in the powder. A large number of metal droplets on the surface of particles increase the amount of metal on the studied tablet surface in general. The high oxidation rate of aluminumsilicon alloys in air can be explained by the surface activity of magnesium in relation to liquid aluminum.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.