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壓鑄小知識

鋁液的吸氫原理及除氫原理

要消除熔體中的氣體缺陷，主要是降低其內部的含氫量。鋁熔體的除氫原理是除氣—吸氣的動態過程，由鋁液內部除氫過程和鋁液表面氧化吸氫過程組成。除氫效果是由這兩個方向相反過程的動態平衡所決定的。如果只重視除氫凈化過程而忽視吸氫過程，即使采用好的除氫劑和除氫設備也達不到理想的除氫效果。

鋁液除氫的動力學過程，是指溶于鋁液中的原子態氫自鋁液中析出、逸出的過程。這個過程包括：在鋁液中形成氣泡；鋁液中的氫向氣泡核及熔池表面遷移；氣泡透過相界面逸出。氫從鋁液中被去除有兩種形式，即以氣泡形式和擴散形式析出。以氣泡形式析出是除氫過程的初期階段，鋁液中析出的這種微小氣泡稱為氣泡核。

采用向鋁液中通入惰性氣體的方法，通過降低鋁液中氫氣的分壓，從而降低

氫氣在鋁液中溶解的量，達到凈化的目的。

    如果向鋁液中加入惰性氣泡或不溶于鋁液的活性氣體氣泡。則溶于鋁液中的氫由于其化學位較高，可直接向這些初始無氫的氣泡中遷移。然后進入凈化氣泡中的氫便隨氣泡在鋁液中向上浮游而溢出鋁液

上述鋁液中的氫向外來初始無氫的氣泡遷移的除氫動力學過程可分解成如下五個步驟：

① 通過對流和擴散，鋁液中的氫原子遷移到鋁液與氣泡的氣-液界面；

② 氫原子由溶解狀態轉變為吸附狀態；

③ 氣-液界面吸附的氫原子彼此相互作用締結為氫分子，即 2[H]→；

④ 氫分子從氣-液界面脫附；

⑤ 氫分子擴散進入氣相，并隨氣泡上浮而逸出鋁液。

隨著遷移過程的進行，初始無氫的氣泡變成了有氫的氣泡，氣泡內氫氣分壓PH2隨之增大，直至與鋁液中氫相平衡，遷移過程才停止。

 

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