استفاده از روش الیپسومتری برای اندازه گیری ضخامت لایه های ناشی از اکسیداسیون حرارتی در سطح آلیاژTi-4Al-2V

آلیاژTi-4Al-2Vیکی از آلیاژهای نوین تیتانیم است که در دهه اخیر برای شرایط کاری دما و فشار زیاد معرفی شده است. با توجه به کابرد روزافزون این آلیاژ در صنایع دریایی، هسته ای و ساخت اجزای توربین های بخار؛ شناخت ماهیتاکسیداسیون آن به منظور کنترل نرخ اکسیداسیون بسیار حائز اه میت است. همواره تعیین ضخامت اکسید در آلیاژهای تیتانیم یکی از مشکلات عمده در زمینه بررسی نرخ اکسایش بوده است. اگرچه از تکنیک هایی همچون متالوگرافی،میکروسکوپ های الکترونی جاروبی و عبوری برای تعیین ضخامت این لایه ها استفاده می شود ولی مشکلاتی همچون حدتفکیک پایین، مخرب بودن و نمونه سازی همواره به عنوان محدودیت های عمده در بکارگیری این روشها مطرح بوده اند. روش الیپسومتری بر پایه اندازه گیری خواص نوری مواد استوار بوده و علاوه بر غیرمخرب بودن از حد تفکیک بالاییدرحد انگستروم برخوردار است. در این تحقیق قابلیت روش الیپسومتری برای تعیین ضخامت لایه های اکسیدی که برروی آلیاژTi-4Al-2V در حین اکسیداسیون حرارتی در دماهای 45 600 و 650 درجه سانتیگراد و بمدت 1 الی 7 ساعت تحت اتمسفر ایجاد می شوند مورد بررسی قرار گرفت. سپس با بکارگیری مدل اپتیکی محیط موثر، ضخامت لایه اکسیدی ایجاد شده در سطح آلیاژ تعیین گردید. نتایج نشان داد که ضخامت لایه های اکسیدی بسته به دما و زمان اکسیداسیون در محدوده 4 الی 685 نانومتر تغییر می کند.

کلیدواژه ها:

نرخ اکسیداسیون ، ضخامت اکسید ، آلیاژTi-4Al-2Vالیپسومتری ، مدل اپتیکی محیط موثر