براءة اختراع لتدريسية في كلية هندسة مواد بابل
حصلت الاستاذ الدكتورة اقبال محمد سعيد صالح التدريسية في قسم هندسة المعادن في كلية هندسة المواد\ جامعة بابل على براءة اختراع بمشاركة فريق بحثي مكون من ( الاستاذ الدكتور كاظم فنطيل عبد الحسين\ كلية الهندسة جامعة بابل، والباحث حيدر جليل كريم )عن البحث الموسوم:
سبيكة مصنعة بديلة عن سبيكة المانتز مقاومة لدرجات الحرارة العالية
Muntz Metal C28000,60%Cu and 40% Zn
خلاصة الاختراع:
من المعروف ان للنحاس وسبائكه استخدامات عديده ومتنوعه في العديد من التطبيقات الهندسيه، فابتداءً من القابلية العالية للتشكيل على البارد او الساخن من بثق , تفريز ... امكن انتاجه على شكل القضبان , انابيب و مختلف الاحجام والقياسات وبمختلف الاستخدامات من اغلفة الذخائر وصلات خراطيم الصمامات و صمامات المقابس الكهربائية , كذلك دخلت بقوة في صناعة المبادلات الحرارية والمكثفات.
فكرة البراءة تتمحور حول امكانية تصنيع سبيكة بديلة لسبيكة المانتز Muntz Metal C28000 60%Cu and 40%Zn وذلك باضافة مجموعة من عناصر السبك وهي (Al , Sn , Ge) , سبيكة المانتز هي من سبائك النحاس المهمة لها تطبيقات هندسية وخاصة في المبادلات الحرارية ورفاسات السفن لكنها قليلة المطيلية بسبب طبيعة تركيبها البلوري كذلك تتعرض للتاكسد بشدة في درجات الحرارة العالية اضافة لذلك ان مقاومتها للصدمة الحرارية واطئة بالاضافة لتعرضها للاذابة الانتقائية بشدة في الاوساط البحرية .
ان السبيكة البديلة (المصنعة , B3) وذلك باضافة عنصر الجرمانيوم وبنسبة (0.31%) ابدت تحسنا كبيرا في الخواص الميكانيكية , التآكلية ومقاومة عالية ضد التاكسد في درجات الحرارة العالية ولغاية (750oC) وان اكاسيد هذه السبيكة تمتلك مطيلية عالية (اختبار الصدمة الحرارية) حيث تمتلك تلك الاكاسيد التصاقية عالية على السطح وقابلية كسر عالية او التقشر مقارنة بالسبيكة الاصلية .
مجموعة من الاختبارات الهندسية والفحوصات الميتالورجية اجريت على السبيكة الاساس والسبائك الاخرى المصنعة B1 (39.51%Zn , 1.81%Al , 0.09%Sn , 0%Ge , 1.54%Pb , Bal%Cu) , B2 (37.96%Zn , 1.87%Al , 3.41%Sn , 0%Ge , 1.46%Pb , Bal%Cu) , B3 (38.93%Zn , 2.08%Al , 0.04%Sn , 0/31%Ge , 0.16% Pb , Bal%Cu) لغرض تقييم الكفاءة والتي شملت (اختبارات التآكل) Open Circuit Potential (O.C.P) , تقنية الغمر البسيط (لدراسة ظاهرة الاذابة الانتقائية) Immersion Simple Test , اختبار تافل التآكلية Tafel extrapolation , اختبار الامتزاز الذري Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) , اختبار البلى التآكلي Erosion/Corrosion اما اختبارات الاكسدة Oxidation Test فقد شملت : اختبارات الاكسدة Cyclic Oxidation , الصدمة الحرارية Thermal Shock واختبار Erosive Wear , ولاختبار مدى مطيلية وتلاصق الاوكسيد بسطح العينة جرت اختبارات الصدمة الحرارية في مجال درجات حرارة الاستخدام وشملت °C(700,600,400,250) . بالاضافة الى لذلك تم دراسة التراكيب البلورية , الاشعة السينية , EDS , قياس قيم الصلادة وسلوك البلى الجاف (Dry Wear Test) . جميع الاختبارات جرت وحسب المواصفات العالمية (ASTM) .
جميع الاختبارات اثبتت جدارة السبيكة البديلة (سبيكة الجرمانيوم B3) حيث ابدت طفرة نوعية في جميع الاختبارات (التاكسد وبكفاءة بلغت 99 % , الصدمة الحرارية حيث ابدت مقاومة عالية عند درجات الحرارة العالية , اختبارات البلى ولغاية 400 °C ولم تبدي اي تكسر او تشقق او حتى تشظي مع صلادة وبنسبة تحسن بلغت 24% ومقاومة عالية للتآكل وبنسبة تحسن بلغت 83% بالاضافة الى ذلك ان ميلها للاذابة الانتقائية جدا ضعيف مقارنة بالسبيكة الاساس وبقية السبائك الاخرى) .
لقد ابدت طبقات الاوكسيد لهذه السبيكة مطيلية والتصاقية عالية عند ضربها وبدرجات الحرارة العالية في اختبارات الصدمة على الساخن .
ان نسبة اضافة الجرمانيوم قليلة نسبيا (0.3%) اذا ما قورنت بالتغير الكبير والتحسن الواضح في خواص هذه السبيكة .
بقلم جنان العبيدي