ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адгезия и смачивание шлаком и расплавами стекол из "Адгезия жидкости и смачивания" Адгезия шлака. Шлаки и стекла представляют собой смесь различных соединений. Расплавы шлака и стекла являются высоковязкими жидкостями. Все это затрудняет выяснение причин адгезии и определение основополагающих закономерностей. Однако в связи с тем, что смачивание расплавами шлака и стекол имеет большое практическое значение, проведем обобщение имеющихся в литературе данных. [c.268] При смачивании шлаком важна не только абсолютная величина адгезии, но и соотношения между адгезией и когезией. Соотношения между когезионным взаимодействием шлака и стали, с одной стороны, и адгезией на поверхности раздела шлак — сталь, с другой, определяют возможность удержания шлака на стали Как известно, работу адгезии и когезии можно рассчитать по формулам (I, 10) и (I, 11). [c.268] Как следует из приведенных данных, между работой когезии и адгезии существует следующее соотношение W k W K W a- Взаимодействие между частицами шлака и стали больше, чем и взаимодействие между собой, что способствует удалению шлака в процессе производства стали. [c.269] Обнаружен параллелизм между адгезией шлака, используемого в качестве флюса при сварке, к поверхности затвердевшего металла и работой адгезии расплава металла к флюсу. Если работа адгезии не превышает 900 эрг/см , то наблюдается слабое взаимодействие между затвердевшим металлом и флюсом. При работе адгезии выше 900 эрг/см имеет место прочное соединение между флюсом и затвердевшим металлом. [c.269] Краевой угол, образованный каплей технически чистого железа на магнезитовой подложке при температуре 1550 °С,. составляет 115—120°. Сера, фосфор, углерод, марганец и кремний, растворенные в железе, улучшают смачивание. Так, краевой угол снижается от 115 до 95° при увеличении содержания углерода от 0,1 до 4,1%. Добавки фосфора до 10% способствуют еще большему снижению краевого угла (до 80°). Замена магнезитовой подложки шамотом, кварцем, глиноземом, хромомагнезитом практически не оказывает влияния на краевой угол. [c.269] Способность шлаков смачивать различные поверхности может быть оценена по значению краевого угла. В связи с этим определяли краевой угол шести типов шлаков энергетических углей в зависимости от температуры и вязкости расплавов шлака С ростом температуры в интервале 1100—1600 °С наблюдается снижение краевого угла от 90—120 до 5—10°. Хотя характер зависимости для различных типов шлака между краевым углом и температурой одинаков, но температурный интервал, в котором происходят изменения краевого угла, различен. Так, для шлака Кушмурунского угля изменения краевого угла происходят в температурном интервале 1140—1300 °С, а Челябинского — 1350—1530 С. [c.270] Такие шлаки, как СаО—SiOa—АЬОз и СаО—ЗЮг—MgO, хорошо смачивают плавленую магнезию и шамот. Значение краевого угла в этих условиях не превышает 15°. [c.270] Как следует из приведенных данных, с ростом вязкости шлаков скорость растекания резко падает. [c.271] Скорость растекания капель шлака состава 70% СаО и 30%, АЬОз при температуре 1480—1700 °С изучали по отношению к оксидным материалам Изменение радиуса площади контакта со временем характеризовалось не скоростью, а некоторой константой, равной k = r jx, которая в процессе растекания оставалась примерно постоянной. [c.271] Смачивание прверхиостей расплавами стекол. При смачивании поверхности расплавами стекол, так же как и при смачивании поверхности расплавами шлаков, рассмотрим адгезию, краевой угол и кинетику процесса. [c.271] Следует оговориться, что для таких систем теория вопроса разработана слабо. Исключение составляет работа в которой изучали смачивание предварительно загрунтованной стальной поверхности расплавом натрийборосиликатного стекла с добавками двуокиси титана при температуре 850°С. Стекла такого состава используют для покрытия стали эмалью и известны под названием титановых эмалей. [c.271] Такие окислы, как ВеО, ZnO и MgO, вызывают объемную кристаллизацию стекол. С ростом их содержания число образующихся кристаллов растет, размер их увеличивается, а смачивание ухудшается. Добавки таких окислов, как СаО, SrO, ВаО и dO, способствуют поверхностной кристаллизации, которая, в свою очередь, увеличивает смачивание. [c.271] Для расплавов, которые применяют в качестве эмалей, необходимо, чтобы величина адгезионного взаимодействия превышала когезионное. [c.271] Эти данные совпадают с результатами по смачиванию силикатами кислых и основных окислов. Кислые окислы (кремнезем, двуокись титана, окись железа и окись хрома) смачиваются лучше, чем основные (окись кальция, глинозем). [c.272] При исследовании смачивания расплавами стекол чаще определяют не работу адгезии, а краевой угол и условия растекания капли, т. е. кинетику процесса. Необходимость использования этих показателей диктуется практическими потребностями, к числу которых следует отнести получение слоя расплава определенной толщины. [c.272] Окислительная среда, как правило, за исключением золота, способствует лучшему смачиванию, что соответствует ранее изложенным представлениям (см. стр. 257). [c.272] Температура расплава стекла, °С. . [c.272] Расхождение в значениях краевого угла, определяемого различными методами, не столь значительно. Для этой системы, как и в предыдущем случае (см. стр. 272), смачивание растет с ростом температуры расплава стекол. [c.273] Для равномерного смачивания и распределения расплава стекла по поверхности необходимо учитывать гистерезис краевого угла. Наступающий краевой угол 0а определяет растекание расплава, а отступающий 0д — стягивание слоя расплава в каплю. [c.273] Разность между этими углами (0а — 0я) обусловливает гистерезис смачивания. В результате гистерезиса возможно собирание расплава в каплю, что при эмалировании является нежелательным явлением. [c.273] Вернуться к основной статье