ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Твердофазные реакции и спекание частиц из "Физикохимия неорганических полимерных и композиционных материалов" Важным путем создания композиционных материалов является спекание частиц. В отсутствие внешнего давления для однокомпонентных порошков оно осушествляется прн температуре, составляющей (0,7—0,95) Тпл порошков или матрицы. Многокомпонентные порошки нагревают до температуры, примерно равной Тпл более легкоплавкого компонента. Спеченные материалы характеризуются заметной остаточной пористостью [10, 21, 134]. [c.119] Взаимодействие кристаллических веществ характеризуется относительно медленным переносом структурных единиц вещества даже при высоких температурах. [c.119] При высокой дисперсности вещества, например при d=0,5 мкм, каждая частица (условно куб) будет иметь объем 0,125 мкм и при удалении отдельных атомов на 0,2 нм будет содержать 1,6-10 ° атомов или ионов. При идеально.м контакте двух таких кубических частиц для реализации химической реакции должно быть осуществлено лишь 2500 диффузионнных шагов в реальных же условиях в свободной смеси порошков контактирует только lO —10 части общей поверхности [50, 92, 150]. [c.119] Из изложенного выше следует, что для целенаправленного твердофазного взаимодействия веществ возможны три пути сокращение диффузионного пути повышение подвижности реагентов обеспечение соответствия между структурами веществ, участвующих в реакции. [c.119] При получении КМ или отдельной фазы спеканием приведение в тесный контакт реагирующих веществ возможно, в частности, предварительным выделением смеси этих веществ в ходе химической реакции. Так, образование никелевой шпинели по реакции NiO+ а-А120з- М1 (АЮ2)2 из механической смеси порошков проходит лишь при 1050 К. Образованные оксиды, полученные, в свою очередь, разложением смеси Ni(0H)2 + -ЬА1(0Н)з, реагируют уже при 750 К. Легкость протекания реакции обусловлена резким сокращением диффузионных путей катионов. [c.119] Пороговая ползучесть наблюдается в том случае, когда напряжения превосходят пороговые . В идеальном случае она характерна для кристаллических тел, свободных от примесей или с минимальным их содержанием. [c.120] Большое значение для спекания частиц имеет процесс залечивания изолированных пор. В аморфных телах (отсутствие дальнего порядка атомов) поры залечиваются лишь вследствие вязкого течения вещества матрицы с затеканием в полость поры. Для кристаллического тела механизм этого процесса иной и зависит от величины соотношения = (1/1 (где й — линейный размер поры I — характерное среднее линейное расстояние между источниками и стоками вакансий). Величина I при прочих равных условиях определяет эффективную вязкость кристаллического тела. [c.120] На рис. 4.1 показаны наиболее характерные схемы последовательного залечивания пор в дисперсной системе. При 1 и у 1 пора расположена в однородной среде в пределах области порядка объема поры. В случае залечивание происходит за счет диффузионно-вязкого течения. [c.121] Виды связей между фазами условно подразделяются [10] на механические (за счет неровностей и сил трения), химические, оксидные , обменно-реакционные, реакционные и обусловленные смачиванием и растворением. Условность классификации этих связей очевидна, поскольку природа соединений, температура, давление и продолжительность контакта сильно различаются. [c.121] Помимо описанных выше типов взаимодействия в результате спекания происходит и укрупнение ДФ, особенно высокодисперсной. Это четко видно на примере укрупнения частиц диоксида титана, представленном на рис. 4.2. В зависимости от соотношения и природы контактируемых фаз при спекании помимо классических КМ (матрица — фаза II) образуются и взаимопроникающие КМ (рис. 4.3, а) [21]. [c.121] Вернуться к основной статье