Металлы жидкие, растекание

Основным условием сцепления при горячем лужении и пайке является физико-химическое взаимодействие жидкого припоя с чистой поверхностью металла. В расплавленном состоянии припои должны быть хорошо смачивающими жидкостями. Степень смачивания и растекания не является физической константой, а зависит от вида контактирующих металлов, состояния поверхности (наличие окислов, шероховатость), а также условий лужения (температура, газовая среда, продолжительность). Флюсы, применяемые при лужении, не только растворяют окислы на поверхности твердого металла. Являясь поверхностно-активными веществами, они уменьшают поверхностное натяжение припоев, способствуют улучшению смачивания и растекания, передаче тепла на всю зону покрытия. [c.22]

Из металлов VI группы были изучены молибден и вольфрам. Поведе ние этих металлов при растекании подобно поведению металлов V труп ПЫ, что объясняется еще большей скоростью науглероживания (рис. 54) При контакте графита с жидкими ванадием, молибденом и вольфрамом [c.130]

Возможен, конечно, учет убыли массы жидкого металла при растекании при выводе уравнений (48), (49), (51) предполагалось, что на основной стадии растекания масса жидкого металла постоянна. Однако в этом случае следует ожидать получения столь громоздких уравнений, что практические расчеты по ним представляли бы значительные трудности. [c.96]

Активность жидкого флюса и его защитная функция реализуются только при покрытии им поверхности паяемого металла, так как смачивание жидким припоем, растекание и затекание его в капиллярный зазор при пайке происходит только по офлюсованной поверхности. Поэтому равномерное смачивание паяемого металла жидким флюсом является одним из важнейщих условий обеспечения высокого качества паяного соединения. [c.22]

Взаимодействие жидкого припоя с паяемым металлом, флюсом и компонентов флюса между собой способствует увеличению продуктов реакции. Изменение состава флюса в процессе его растекания и затекания в зазор между деталями ухудшает условия смачивания паяемого металла жидким припоем, а выделение газообразных составляющих ВРз, Н2 и других в зазоре при недостаточно быстром их дрейфе в галтельные участки паяных швов способствует образованию газовых пор в шве. [c.161]

При нулевом краевом угле жидкость будет смачивать твердую поверхность, а при угле, превышающем 90°, она стремится уйти с поверхности или собраться в более или менее сферическую каплю. Такую поверхность называют гидрофобной, если речь идет о контакте поверхности с водой. Чтобы улучшить растекание жидкости, необходимо уменьшить ее поверхностное натяжение, что проще всего достигается введением в жидкую фазу поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые легко адсорбируются на поверхности раздела жидкость — твердое тело и жидкость — воздух. По-видимому, именно присутствие естественных ПАВ в топливах и масляных дистиллятах обеспечивает хорошую смачиваемость ими металлических деталей двигателей и механизмов. Особенно хорошо смачивают металл смазочные масла, содержащие полярные функциональные присадки. [c.191]

Эффективность присадок оценивалась по потере массы масла и изменению его кислотного числа при окислении масляной пленки на поверхности металла. Такие условия в наибольшей мере приближаются к условиям работы иасла в подшипнике, так как при растекании масла по дорожке качения подшипника образуется масляная пленка, которая подвергается воздействию кислорода воздуха при повышенной температуре. Температура испытания была установлена 200°С (на 50 °С выше температуры испытания в подшипнике), продолжительность испытания - 50 ч. В этих условиях окисления эфиры ПЭТ и ЭТР, не содержащие антиокислителей, полностью деструктируются через 50 ч испытания потери массы эфиров достигают 70-80%, оставшаяся на поверхности металлического испарителя часть представляет собой твердую сухую пленку. Введение антиокислителей позволяет в значительной мере затормозить процесс термоокислительной деструкции (табл.1). Как видно, потеря массы афиров, являющаяся следствием двух процессов - физического испарения жидкости и улетучивания легких продуктов термоокислительной деструкции, может быть снижена до — 20%. Оставшаяся в металлическом испарителе часть представляет собой жидкую массу. На стабилизирующий эффект существенно влияет концентрация ингибитора. В данном случае расход ингибитора связан не только с его участием в процессе окисления, но и с его потерей за счет испарения. Возможно поэтому в пределах концентраций от 0,5 до 2% наилучшие результаты были получены при концентрации ингибитора 2%. [c.31]

При исследовании процесса растекания капли жидкого металла по поверхности твердого металла это особенно заметно, так как при повышенных температурах опыта растворение одного металла в другом идет довольно интенсивно во времени и смоченная поверхность возрастает. Этот процесс изображен на рис. 115 в виде после- [c.215]

При исследовании процесса растекания капли жидкого металла по поверхности твердого металла это особенно заметно, так как при повышенных температурах опыта растворение одного металла в другом идет довольно интенсивно во времени и величина смоченной поверхности возрастает. Этот процесс изображен на рис. П5 в виде последовательных фотографий одной и той же капли жидкого олова на поверхности твердой меди, сделанных через равные промежутки времени. Повышение температуры способствует процессу растворения и одновременно смачиванию твердой поверхности жидкостью. [c.224]

V группы. Большее науглероживание, увеличивая вязкость жидких металлов, значительно ухудшает процесс растекания. Карбиды металлов [c.130]

Проведенный анализ позволяет заключить, что растекание расплавов по твердым телам, которое наблюдается в процессах пропитки, нанесения покрытий и т. п., определяется возможностью образования стабильных или метастабильных пленок жидкого металла. Такое явление иллюстрируют кривые изменения натяжения пленок с толщиной. [c.135]

Кроме вязкости на кинетику процесса растекания и пропитки влияет величина os ф. Обнаружено [89], что нри пропитке пористых тел жидкими металлами вязкое течение не является доминирующим фактором и основную роль играет смачивание жидкостью поверхности. Уменьшение угла смачивания приводит к увеличению-движущей силы процесса и повышает скорость пропитки. Вязкое течение начинает оказывать влияние на процесс пропитки только при полном смачивании, когда скорость растекания очень велика." Кроме вязкости и угла смачивания большое влияние на кинетику растекания и смачивания оказывают размеры и форма пор, угол наклона стенок поверхностных канавок (см. выше). Изучение процессов растекания и пропитки осложняется явлением капиллярного гистерезиса. Это явление заключается в том, что подъем смачивающей жидкости в единичных капиллярах или пористых тепах происходит до квазиравновесных высот, соответствующих метастабильному равновесию [99]. Для единичных капилляров, имеющих переменное по высоте сечение, капиллярный гистерезис выражается в существовании нескольких равновесных высот капиллярного поднятия. Число этих высот зависит от геометрии капилляра и свойств жидкости. В частности, для сходящегося [c.117]

Качество защитных покрытий на высокотемпературных материалах, получаемых в результате взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела, определяется характеристиками смачивания и растекания жидкого металла по этой поверхности. Особый [c.137]

При горячей сварке дефект вырубают, место вырубки заформовывают, чтобы предотвратить растекание жидкого металла, и деталь нагревают в печи до 600—700° С. Сварку проводят чугунными электродами. Сила тока и диаметр электродов при горячей сварке значительно больше, чем при холодной. [c.53]

Растекание является важной технологической характеристикой припоев, так как дает представление о смачивании припоем основного металла, о способности металлов к образованию прочных связей на границе раздела фаз. Если связи не образовались, то жидкий металл, первоначально растекшийся по поверхности во время пайки или лужения, собирается в каплю при последующем охлаждении. [c.27]

Наличие тесной связи процессов развития трещины и распространения адсорбционно-активного расплава по ее стенкам вызвало необходимость в подробном изучении закономерностей распространения жидких металлов по поверхности твердого металла. В результате этих исследований установлено, что необходимо четко разграничивать два качественно различных процесса распространения жидкого металла по свободной от окисной пленки твердой металлической поверхности 1) поверхностную диффузию — миграционное перемещение монослоев и 2) вязкое растекание фазового слоя. Поверхностная диффузия наблюдается при больших краевых [c.339]

Развитые представления о механизме поверхностного распространения жидких металлов и полученные на этой основе количественные соотношения могут быть применены при анализе различных физико-химических явлений при взаимодействии жидких металлов с твердыми. Это относится не только к процессу развития макроскопических трещин разрушения в присутствии ад-сорбционно-активных расплавов, но и к процессам пайки, сварки, нанесения защитных металлических покрытий и к различным случаям распространения растекания жидкой фазы и адсорбционного слоя в пористых телах (например, в катализаторах) и т. д. Найденные закономерности могут представлять интерес и для изучения [c.341]

Сущность электрошлаковой сварки состоит в том, что расплавление электрода происходит не от тепла электрической дуги, а от тепла, выделяемого при прохождении электрического тока от электрода к металлу детали через шлак. Жидкий металл плавящегося электрода стекает в полость между свариваемыми частями. Для предупреждения растекания металла за пределы шва применяют керамические или металлические формы. Электрошлаковая сварка ведется проволочными или пластинчатыми электродами. [c.68]

Таким образом, как для ртути, так и для галлия конечные расстояния, на которые перемещаются эти жидкие металлы по цинку, определяются конкуренцией между распространением вдоль поверхности и впитыванием (объемной диффузией) но если в случае ртути это распространение вдоль поверхности обусловлено поверхностной миграцией в сочетании с вязким растеканием, то в случае галлия оно происходит, по-видимому, лишь миграционным путем, причем очень важное значение приобретает миграция по границам зерен. [c.270]

Основные сведения о кинетическом режиме получены при контакте жидких металлов, шлаков, силикатов при высоких температурах с более тугоплавкими металлами, карбидами, окислами [192—199]. Кинетический режим длится в этих системах в среднем не более 10 с, иногда 10 с. Скорость растекания v постоянна [c.121]

Обычно окисные пленки затрудняют смачивание твердых металлов жидкими металлами из-за резкого различия химической природы окисла и металла (см. П1. 2). Например, на воздухе железо не смачивается ртутью, но при изломе железа под слоем ртути мгновенно происходит полное смачивание свежеобразованной поверхности. Если излом железа осуществить на воздухе и сразу же погрузить образец в ртуть, то смачивание уже не будет иметь места, так как слой окиси железа успевает образоваться до контакта со ртутью [131]. Тем не менее во многих системах, несмотря на наличие окисной пленки, жидкие металлы смачивают поверхность твердого металла. Смачивание происходит вследствие проникновения расплава под окисный слой с последующим растеканием в своеобразном капиллярном зазоре между окисной пленкой и твердым металлом. Растекание жидких металлов под окисной пленкой может происходить, например, при контакте галлия, легкоплавких припоев (Розе и Вуда) с некоторыми твердыми металлами [259] особенно подробно этот процесс изучен прп контакте ртути со свинцо.м, оловом, серебром и некоторыми другими чистыми металлами и сплавами [138, 179, 234, 240, 259]. [c.140]

В случае растекания капли ртути по горизонтальной поверхности скорость процесса закономерно спадает по мере увеличения площади и соответствующего утоньшения слоя жидкой фазы приближенное решение [144] приводит при этом к зависимостям X = — для одномерного растекания (по дорожке) и г — —для двумерного слоя (от точечного источника но кругу), удовлетворительно согласующимся с экспериментальными данными (см. стр. 263). На поздней, наиболее длительной стадии процесса, когда скорость распространения уже мала, все сильнее сказывается уменьшение массы ртути, имеющейся на поверхности, вследствие объемной диффузии. Сопротивление вязкому растеканию резко возрастает процесс роста пятна мо-же продолжаться еще некоторое время за счет миграционного перераспределения ртути в тонких адсорбционных слоях и, наконец, полностью прекращается. Для окончательных размеров пятна анализ задачи о конкуренции между распространением по поверхности и впитыванием [144] приводит к выражениям Ы2 = для одномерного растекания по дорожке (случай, наиболее близкий по постановке задачи к случаю развития трещины в пластине при локальном нанесении капли жидкого металла) ж Я — для двумерного растекания по [c.271]

Валики образуются у всех металлов при малой энергии импульса (10 дж). А при большой энергии (170 дж) на внутренних и наружных склонах валика можно наблюдать складки, которые образуются в результате медленного растекания металла, выдавливаемого из лунки, подобно лаве из кратера. При этом фронтальный слой жидкого металла, соприкасаясь с наиболее холодной поверхностью твердого металла, скорее всего охлаждается [c.145]

В системах, где образуются химические соединения, смачивание может ухудшиться, если образующийся на межфазной поверхности интерметаллид плохо смачивается данным жидким металлом. Например, при контакте жидкого олова с серебром, никелем, железом, медью вначале происходит растекание с образованием тонкой пленки, однако позднее расплав собирается в отдельные капли [125, 133]. Поэтому для надежного смачивания жидкими металлами нужно, чтобы образующиеся на поверхности раздела соединения были в достаточной степени металлоподобны [3, 123]. [c.92]

При практическом использовании указанных признаков необходимо убедиться в отсутствии окисной пленки на поверхности твердого металла. Наличие окисной пленки может радикально изменить характер взаимодействия твердого и жидкого металлов, а именно, вместо хорошего смачивания может быть несмачивание. В таких системах большое значение имеет характер взаимодействия жидкого металла с окислом и строение окисной пленки. В ряде случаев жидкий металл может проникать к металлической поверхности через дефекты структуры окисной пленки (поры, трещины) [137]. Если жидкий металл растворяет твердый, расплав постепенно растворяет слои металла, которые непосредственно прилегают к окисной пленке [3]. Далее жидкий металл распространяется между окисным слоем и металлом, при этом происходит постепенное отделение окисной пленки. В результате, несмотря на наличие окисной пленки, поверхность твердого металла оказывается полностью смоченной. Такое растекание под слоем окисла наблюдалось, например, при контакте ртути с окисленной поверхностью свинца при создании искусственного повреждения ( прокола ) окисной пленки в месте нанесения ртутной капли [138]. В системах, где контактирующие металлы совершенно не смешиваются (например, кадмий с алюминием), повреждение окисного слоя и создание локального контакта расплава с твердым металлом не обеспечивает растекания под окисной пленкой [137]. [c.92]

Основные сведения о растекании жидкостей в инерционном режиме получены при исследовании контакта жидких металлов, шлаков, расплавленных силикатов (эмалей) с тугоплавкими металлами, окислами, карбидами, полупроводниками [183, 192—199, 211 — 213]. Удобный метод экспериментального изучения инерционного (а также кинетического) режима заключается в том, что капля жидкости помещается на горизонтальную пластину далее сверху к вершине капли подводится горизонтально расположенная пластина из изучаемого твердого материала. С помощью профильной киносъемки (сбоку) определяют форму капли в различные моменты времени и размеры смоченной площади на верхней пластине. Такая методика стандартизует начальный момент контакта (краевой угол близок к 180°) вместе с тем, меняя размеры капли. [c.125]

Уравнения (IV. 14) и (IV. 17) удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, полученными при исследовании вязкого режима растекания во многих системах жидкие металлы— твердые металлы [219—222, 246] жидкие металлы — графит [213, 223] органические жидкости — полупроводники [225] и т. д. В качестве примеров ниже сопоставлены экспериментальные и расчетные значения показателей степени П1 и Мг при временив и показателей степени 1 и при массе капли т, полученные при растекании капель ртути по цинку (индексы I и 2 относятся к растеканию по полосе шириной 1 мм и по кругу) [c.132]

Одним из распространенных методов подготовки поверхности субстрата является создание искусственного микрорельефа, придание шероховатости гладкой поверхности. В шинной, обувной промышленности, в различных отраслях резинотехнической промышленности важнейшей технологической операцией для достижения необходимой прочности связп яв.ляется предварительная механическая обработка — шероховка поверхности резины. Механическую обработку поверхности проводят также нри склеивании металлов и нанесении на поверхность металлов покрытий. Различными способами — шлифованием, зашкуриванием, онеско-струиванием, травлением можно значительно повысить показатель доступности поверхности и, таким образом, адгезионную прочность. Увеличивая шероховатость поверхности субстрата, можно иногда достичь лучшего растекания жидкого адгезива. Но очевидно, что значение механического заклинивания, даже нри склеивании пористых субстратов, далеко не самое главное. Если увеличение площади соприкосновения адгезива с субстратом пе сопровождается изменением природы поверхности и не отражается на характере сил, возникающих ме кду молекулами адгезива и субстрата, повышение адгезии может быть относительно невелико. Механическая обработка поверхности субстрата ока- [c.370]

Ювенильные (чистые, свежеприготовленные) металлические поверхности обычно хорошо смачиваются металлами, т е. в системе твердый металл - жидкий металл 0 <90°. Однако наличие оксидных пленок или других примесей на поверхности контакта приводит к нарушению смачивания. В таких случаях добиться растекания жидкого металла по твердому помогает специальная температурная обработка, прежде всего повышение температуры расплава (например, при контакте жидкого олова с молибденом и вольфрамом при сравнительно невысоких температурах формируются большие краевые углы). Однако при достаточном нагреве окислы Мо и XV сублимируют и смачивание 8п значительно улучшается. Большуто роль при этом ифают также чистота и шероховатость поверхности, применение флюсов, легирование. [c.100]

В соответствии с выражением (III.8) хорошее смачивание и растекание возможны при большой работе адгезии (когда молекулярная природа жидкости и твердого тела близки) и при низкой работе когезии (когда поверхностное натяжение жидкости мало). Соответственно углеводороды и другие органические жидкости с малым поверхностным натяжением хорошо смачивают практически любые твердые тела. Наоборот, жидкие металлы (с малой химической активностью), имеющие высокие значения поверхностного натяжения (порядка 10 мДж/м ), хорошо смачивают только неокисленные повер сности твердых металлов. Активные металлы— раскислители (например, титан, марганец, цирконий)—способны смачивать и некоторые оксиды. [c.118]

В случае неполного смачивания твердого металла жидким эту величину можно оценить по краевому углу смачивания (при надлежащей очистке поверхности твердого металла), тогда как при полном смачивании, характеризующемся отсутствием конечного краевого угла, соответствующая оценка может быть сделана на основе анализа данных о кинетике вязкого растекания капли металлического расплава по новерхио-сти твердого металла под действием сил поверхностного натяжения [144]. [c.247]

Смачивание основного металла и растекание по его поверхности жидкого присадочного металла с образованием прочного диффузионпого соединения. [c.72]

Особенно интенсивно контактно-реактивное плавление развивается по границе паяемого металла и оксидной пленки вследствие повышенной энергии этих мест. В результате пленка оказывается отделенной от твердого металла жидкой фазой и диспергирует вследствие ее несплошности. По смоченной жидкой эвтектикой поверхности паяемого металла хорошо растекается жидкий готовый припой, так как для этого случая 6 = 0 и выполняется условие растекания 0тт> <7тж+Ожг- Контактн(>реактивное подплавление конструкционного металла Мк под оксидной пленкой протекает более интенсивно, чем контактное твердожидкое плавление при пайке готовым припоем. [c.61]

Объемно - Поверхности ыевзаимодействиг . Как правило, жидкие металлы плохо смачивают графит при температурах начала плавления, образуя на его поверхности каплю с краевым углом смачивания более 90°. Однако выше температуры,- при которой начинается активное химическое взаимодействие графита с расплавом с обра- < зованием карбида, обнаруживается резкое улучшение смачиваемости обычно с переходом к быстрому растеканию металла по поверхности. Это явление впервые было подробно рассмотрено при растекании тугоплавких металлов (Ti, Zr, Si и др.) по поверхности графита. Аналогичные исследования проведены Найдичем Ю.В. и Колесниченко Г.А., которые анализируют улучшение смачиваемости графита металлом и переход к растеканию при химическом взаимодействии на основе развитых A.A. Жуховицким и В.А. Григорьяном представлений о неравновесном (динамическом) поверхностном натяжении на межфазной границе, разделяющей химически взаимодействующие фазы. В результате химического взаимодействия на поверхности графита происходит резкое снижение (вплоть до отрицательной величины) свободной энергии на границе графит - жидкий металл, что приводит к сильному уменьшению краевого угла смачивания и растеканию расплава по поверхности с большой скоростью. [c.133]

Возможность растекания жидких металлов и сплавов по твердым теллм под действием различных сил в основном определяется термодинамикой тонких пленок. В работе [8] сформулированы термодинамические условия смачивания твердых тел и образования смачивающих пленок конечной толщины, находящихся в равновесни с объемной фазой. [c.134]

Термодинамически рассмотрен процесс смачивания твердых тел исходя из концепции А. Н. Фрумкина об устойчивости тонких пленок. Рассмотрен случай, когда Ож > От- Сформулированы условия смачивания металлом тугоплавких соединений типа окислов, нитридов и карбидов. Сконструирована установка, позволяющая оценить характер изменения натяжения жидких пленок с толщиной на поверхности твердого тела. Полученные экспериментальные результаты для некоторых систем качественно подтверждают развитые представления. Применительно к процессу пропитки или жидкофазного спекания проведенный анализ позволяет сформулировать два возможных механизма образования метастабильных смачиваюцщх пленок или растекания — с затратой энергии на образование пленки металла конечной толщины и безактивационное смачивание. Аналогично рассмотрен процесс перехода границы раздела металл — твердое или металл — газ тугоплавкими частицами. Рис. 2, библиогр. 11. [c.229]

Для материалов, имеющих высокие значения поверхностной энергии, например для металлов, силикатных стекол, этот эффект может быть очень значителен. Наряду с чисто поверхностноадсорбционным воздействием, жидкая среда может проникать в субмикродефекты твердого тела и оказывать дополнительное расклинивающее действие за счет капиллярных сил и давления растекания. [c.187]

Научные работы посвящены разработке теории смачивания расплавленными металлами поверхности твердых тел (металлов, сплавов, оксидов, карбидов, боридов). Изучал поверхностные свойства чистых металлов и бинарных металлических систем в широких температурных пределах. Исследовал термодинамические свойства литых жидких сплавов, твердых растворов металлов, кнтерметал-лических соединений. Построил диаграммы состояния многих двойных и тройных металлических систем, изучил кинетику смачивания н растекания металлических расплавов по поверхности твердых тел, кинетику и механизм контактного взаимодействия твердых металлов с металлическими расплавами, кинетику роста промежуточных фаз на контактной границе, кинетику и механизм спекания в присутствии жидкой фазы. [82] [c.185]

Наплавка щек по данному варианту осуществляется по отдельным участкам в разброс в один слой при горизонтальной установке плиты. Высоту наплавки можно регулировать в пределах 5—50 мм, ширину—от 15 до 30 мм, причем, во йзбежание растекания жидкого металла, между ребрами укладываются графитовые стержни диаметром 8—10 мм. Существенным преимуществом описываемого метода наплавки с присадкой является [c.266]

При отверждении металлических клеев происходят весьма сложные физико-химические процессы взаимодействия жидких металлов с твердыми [52]. При этом может иметь место образование между поверхностью и клеем ковалентных и ионных связей [51], в ряде случаев наблюдается коррозия и др. Важную роль играет механизм распространения расплавов по поверхности твердого металла. Это может быть обычное растекание по поберх-ности, поверхностная диффузия, диффузия жидкого галлия в твердую фазу с последующим осаждением на твердой поверхности. [c.170]

Фактически, как показывают данные авторадиографического исследования растекания ртути по поверхности твердых металлов [268], к моменту окончания растекания на твердой поверхности еще сохраняется тонкий фазовый слой жидкости. Однако при небольшой растворимости жидкости в твердом теле и твердого вещества в жидкой фазе (например, в системе ртуть — цинк при комнатной температуре) масса остаточного слоя существенно меньше массы исходной капли. Другое допущение состоит в том, что закон растекания roof/, справедливый для основной стадии растекания в вязком режиме, выполняется вплоть до полной остановки растекания. Фактически на заключительной стадии растекания это соотношение уже не имеет места, но для расчета конечного радиуса В его все же можно применять с небольшой погрешностью, если (R — r )IR< 1 (г —радиус смоченной области в момент окончания основной стадии). [c.136]

Растворение вещества подложки в жидкости может приводить к возрастанию ее вязкости (например, при растекании различных жидких металлов по графиту [213, 257, 258]). Чтобы теоретически описать кинетику смачивания в таких системах, нужно знать зависимость вязкости раствора т]р от времени / контакта жидкости с твердым телом. При растекании жидких Металлов по графиту rip =где т)о — вязкость чистого расплава р — коэффициент, зависящий от температуры < 1 — безразмерный показатель степени. Подставив это значение вязкости в уравнение движения (IV. 16), получим, что на основной стадии вязкого режима растекания г = [4Дат/лрт1Р(1 — )] М / . При контакте жидких титана и циркония с графитом q = 0,4 [223]. Тогда г со [222, 250], что хорошо согласуется с экспериментальным соотношением [110,223]. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология