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镁合金夹杂物检测技术——光亮度检测法

【摘要】:在1.7.3节中所述的铝液夹杂物检测方法中,部分方法也适合于镁合金,如加压过滤法。针对镁合金中夹杂物的特点专门开发了用于检测镁合金中氧化物数量的技术——光亮度检测法,测定原理如图2-25所示。因此,反射光的亮度与氧化夹杂物之间呈对应关系,通过测定反射光的光亮度可以估算氧化物夹杂的数量。该法已由美国Dow化学公司成功应用于对镁合金铸件氧化夹杂物的检测。

镁液中夹杂物的生成原理等如前所述,夹杂物的来源主要是原镁冶炼,如在电解法生产镁的过程中,电解质如MgCl2、NaCl等氯盐容易混入镁液中,镁氧化,镁合金除铁及变质,以及铸造工艺中产生的夹杂物。镁液的夹杂物可分为非金属化合物类夹杂,如MgO,Mg3N2,Al、Ca的碳化物Al4C3、CaC,镁的硫化物MgS、氟化物等,以及金属间化合物类夹杂,主要是富铁相,如a-Fe粒子,锰-铁金属化合物(MnAl6、Fe2(Si,B)、Fe3(Al,Si)等)。

在1.7.3节中所述的铝液夹杂物检测方法中,部分方法也适合于镁合金,如加压过滤法。LiMCA技术最近也扩展到了镁熔体夹杂检测过程中。但是,由于镁熔体能够与大多数的陶瓷发生反应,因此寻找一种不与镁熔体反应且绝缘的取样管材料十分困难,而且小孔也很容易堵塞。

针对镁合金中夹杂物的特点专门开发了用于检测镁合金中氧化物数量的技术——光亮度检测法,测定原理如图2-25所示。镁合金中的夹杂物主要是MgO,MgO与基体金属对光的反射作用明显不同,当光照射在MgO上时,由于MgO吸收可见光,从试样表面反射的光通量减少。因此,反射光的亮度与氧化夹杂物之间呈对应关系,通过测定反射光的光亮度可以估算氧化物夹杂的数量。入射光以45°角度照射在试样表面,在0°角收集反射光,反射光的亮度由测光光电管测量,该仪器的有效波长为45.7±0.5mm,故可测蓝光反射,将试样表面散射蓝光的反射度定义为“光亮度”。一般而言,试样表面越白,蓝光反射度(光亮度)越高,反之,试样表面越暗(有MgO存在时),蓝光反射度越低,为了获得较大的试样受检面,物镜孔径选为12.7mm。

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图2-25 光亮度检测法测定原理

特征:该法的特点是可以准确测定镁合金中氧化夹杂物的分布、数量,有利于实现测量过程的自动化,但利用该法不能测量不吸收可见光的夹杂物。

该法已由美国Dow化学公司成功应用于对镁合金铸件氧化夹杂物的检测。