استخدام الموجات فوق الصوتية لإنتاج سبائك الألومنيوم

لقد تمكن العلماء من إثبات أن معالجة المعدن المنصهر بالموجات فوق الصوتية هي طريقة أنظف وأكثر خضرة وأكثر كفاءة لإنتاج مصبوبات عالية الجودة.

[ترجمة د.نحماني موشيه]

تعد معالجة المعدن المنصهر بالموجات فوق الصوتية طريقة أكثر نظافة وأكثر خضرة وأكثر كفاءة لإنتاج مصبوبات عالية الجودة. تحتوي سبائك الألومنيوم المنصهرة عند درجة حرارة 700 درجة مئوية عادة على نسبة عالية من الهيدروجين المذاب والذي، إذا لم تتم معالجته، يتسبب في أن يكون المعدن الصلب مساميًا للغاية في نهاية العملية. الطريقة الأكثر شيوعًا لإزالة هذا الهيدروجين هي من خلال تدفق غاز الأرجون، لكن هذه الطريقة تستهلك الكثير من الطاقة وتتطلب مكونات باهظة الثمن.

ووجد الباحثون، كجزء من التجارب الأولية، أن استخدام الموجات فوق الصوتية فعال مثل الطريقة المعتادة، وفي الوقت نفسه ينتج مواد نفايات أقل وأكثر صداقة للبيئة. ويوضح الباحث الرئيسي: «نعلم أن سعر غاز البترول المسال مستمر في الارتفاع في ظل أن إنتاجه يتطلب تسييل الهواء، وهي عملية تتطلب الكثير من الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، قد تنشأ مشاكل بسبب استخدام مكونات الجرافيت - إذا انكسرت أثناء العملية، تصبح الدفعة بأكملها من السبائك ملوثة ولم يعد من الممكن استخدامها.

"إن بحثنا الأولي، الذي استخدمنا فيه كميات تصل إلى 150 كجم من السبائك، أثبت تجاربنا المعملية المبكرة وأظهر أن جهاز الموجات فوق الصوتية المحمول يمكن أن ينتج نفس النتائج من حيث جودة الصب مقارنة بطريقة التنظيم، وفي نفس الوقت الوقت له مزايا لا تعتمد على مكونات الجرافيت الهشة والمكلفة والغاز الثمين الذي لا يمكن إعادة تدويره وإعادة استخدامه.

"يعد تقليل النفايات بمقدار خمسة أضعاف فائدة إضافية. كما أن إعادة تدوير المعدن لإعادة استخدامه من مخلفات العملية هي أيضًا عملية مكلفة وتتطلب الكثير من الطاقة." وفي حين أن الهدف التالي للباحثين هو زيادة حجم العملية إلى مستوى نصف طن، فإن الهدف النهائي هو تطوير جهاز بالموجات فوق الصوتية رخيص الثمن يمكن استخدامه حتى في المراحل الأولى من عملية الإنتاج، بينما يقوم بصهر معادن مختلفة.

"إن الحوافز الاقتصادية، على سبيل المثال إنتاج محركات خفيفة الوزن وشاسيه السيارة، تؤدي إلى تحسينات في العملية لإنتاج سبائك ذات جودة أعلى في المراحل المبكرة من العملية. "يحمل العلاج بالموجات فوق الصوتية وعدًا بتطوير طرق أكثر كفاءة لإزالة الغازات، مثل غاز الهيدروجين، وقد نجحنا بالفعل في تحقيق هذا الهدف".

أخبار الدراسة