سینتیک اکسیداسیون ذرات پودری منیزیم در شرایط غیرهمدما

در این پژوهش، تاثیر نرخ حرارت‌دهی بر سینتیک فرایند اکسیداسیون ذرات پودری منیزیم در شرایط غیرهمدما مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، آزمون گرماسنجی افتراقی (dta) و آزمون وزن‌سنجی حرارتی (tga) در سه نرخ حرارت‌دهی 5، 10 و 20 کلوین بر دقیقه تا دمای 1000 درجه سانتی‌گراد تحت اتمسفر هوا، روی ذرات پودری منیزیم انجام شد. همچنین برای درک بهتر فرایند اکسیداسیون پودر منیزیم، با توجه به منحنی dta اکسیداسیون پودر منیزیم در سرعت حرارت‌دهی 20 کلوین بر دقیقه، سه دمای مشخصه انتخاب شد. سپس نمونه‌هایی از پودر منیزیم تا این سه دما با نرخ 20 کلوین بر دقیقه حرارت‌دهی شدند و برای بررسی‌های فازشناسی و ریزساختاری به‌ترتیب تحت آزمون‌های پراش پرتو ایکس (xrd) و دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) قرار گرفتند. سپس با استفاده از روش‌های هم‌تبدیلی استارینک و فریدمن و همچنین روش‌های انطباقی مستقیم و غیرمستقیم بررسی‌های سینتیکی انجام شد. انرژی فعالسازی (e) و ضریب پیش‌نمایی (lna) به‌دست آمده برای فرایند اکسیداسیون پودر منیزیم به‌ترتیب در محدوده 956-327 کیلوژول بر مول و 135-45 بر دقیقه قرار داشت. مدل واکنش برای نرخ‌های حرارت‌دهی 5، 10 و 20 کلوین بر دقیقه، به‌ترتیب r2 ،a3/2 و d1 تعیین شد.

Oxidation Kinetics of Magnesium Powder Particles in Non-Isothermal Condition

In this research, the effect of heating rate on oxidation kinetics of magnesium powder particles under nonisothermal conditions was studied. For this purpose, differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetry analysis (TGA) was done on magnesium powder particles at three heating rates of 5, 10 and 20 K min1 up to 1000 °C under air atmosphere. Also, in order to better understand the oxidation process of magnesium powder, three temperatures were selected according to the DTA curve at a heating rate of 20 K min1. Then, samples of magnesium powder were heated up to these three temperatures with heating rate of 20 K min1 and were subjected to Xray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) for phase and microstructural analysis. Then, kinetic studies were performed using some isoconversional methods such as Starink and Friedman as well as direct and indirect fitting methods. The activation energy (E) and preexponential factor (lnA) for oxidation of magnesium powder were in the range of 327956 kJ mol1 and 45135 min1, respectively. The reaction models for heating rates of 5, 10 and 20 K min1 were obtained to be A3/2, R2 and D1, respectively.