Смачивание расплавами металлов

Примером проявления адсорбционного эффекта Ребиндера на металлах служит существенное разупрочнение монокристалла цинка при смачивании его ртутью, которая активно адсорбируется на нем. Аналогичный эффект возможен и при контакте цинка с расплавами таких легкоплавких металлов, как жидкие галлий и олово. Характерно, что адсорбционное понижение прочности твердых металлов при контакте с расплавами реализуется преимущественно в тех случаях, когда расплав не вступает в химическое взаимодействие с твердым металлом и практически не растворяется в нем. Признак малой растворимости исноль-зуется при подборе конструкционных материалов, работающих в контакте с жидкими металлами, например, в атомной энергетике 13]. [c.27]

Жидкие непереходные металлы (Си, Зп, Ад, Са, 1п, ЗЬ, РЬ) не смачивают графит с добавлением в расплав переходных металлов (Т1, Zn, Сг, Мп, N6, V и др.) смачивание улучшается, как показали Найдич Ю.В. и Колесниченко Г.А., что связано с протеканием химического взаимодействия расплава и углеродного материала. [c.132]

Разумеется, при химическом взаимодействии в первую очередь меняется величина Отж, поэтому при высокотемпературном смачивании основной причиной изменения угла смачивания большинство исследователей считают изменение поверхностного натяжения на границе твердое тело — жидкость вследствие протекания химических реакций на этой границе [12 10, с. 125 22, с. 5 23 24, с. 8]. Изучение процессов на границе расплав — твердый металл в случае образования конденсированных продуктов легко проводится с помощью рентгеноструктурного и металлографического анализов. [c.105]

Одним из видов нанесения защитных покрытий на детали из высокотемпературных материалов служит метод окунания в расплав [1]. Такой метод используется для кратковременной защиты покрытий при горячей обработке давлением молибдена и ниобия. Для нанесения качественного покрытия необходимо определение оптимальных температур и состава расплава, при которых происходит удовлетворительное смачивание твердых металлов расплавом. Смачивание твердых молибдена и ниобия расплавами на основе алюминия исследовали на установке, позволяющей раздельный нагрев твердой и жидкой фаз [2]. Опыты проводили в среде гелия, температуру фиксировали платина — платинородиевой термопарой. В качестве объектов исследования использовали молибден и ниобий после электронно-лучевой плавки, алюминий чистоты 99,98% и порошки легирующих компонентов кремния, титана и хрома марки ч. д. а. Для экспериментов готовили навески одинаковой массы 500 мг. При достижении твердой подложкой температуры опыта навеска плавилась и соприкасалась с подложкой, время контакта при заданной температуре составляло 2 мин, по истечении которого каплю фотографировали аппаратом Зенит-С на [c.55]

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]

УВ на основе ГЦ-волокна неполностью смачиваются расплавом серы. Угол смачивания находится в пределах 20-30 , а полисульфидами около 100 . Предполагается, что причиной ограничения этого показателя является образование частичек (зародышей) серы на поверхности У В. В связи с указанным обстоятельством войлочная матрица заполняется серой неполностью. Для улучшения смачиваемости рекомендуется нагрев войлока до 2400 С и специальная обработка поверхности [9-142]. Смачиваемость полисульфидами улучшается после обработки поверхности войлока а-глиноземом. Еще более эффективны добавки в расплав серы сульфидов металлов или металлических порошков, переходящих при этом в сульфиды. [c.625]

При ф = 90° это уравнение совпадает с условием Антонова. Однако практического применения эта простая зависимость, по-видимому, не нашла. Так называемый метод нейтральной капли — еще один из вариантов решения проблемы измерения поверхностной энергии по результатам смачивания. Этот метод заключается в изучении формы капли (нанример, капли расплава металла) на поверхности твердого тела [14, 40, 61, 62]. Предполагается, что расплав не взаимодействует с подложкой (капля нейтральна ). Установление равновесия в этой системе сопровождается появлением на подложке под каплей жидкости прогиба — ямки. Необходимые для определения ф,. значения углов а и р рассчитывают по высоте h-y и углублению капли и но диаметру лунки L (рис. II.1). Сравнение значения поверхностной энергии кристаллов хлорида натрия, полученного этим методом [40] (266 эрг/см ), со значениями, полученными другими методами [4] (150—300 эрг/см ), свидетельствует о перспективности метода нейтральной капли . [c.57]

Покрытие изделий погружением их в расплавленный металл является простым и распространенным в технике защиты от коррозии способом. Качество горячего покрытия во многом зависит от предварительной обработки изделия флюсом, при которой удаляются оставшиеся на поверхности изделия после травления соли, окислы и нерастворимые в кислотах карбиды, шлаковые включения и т. п. Обработка поверхности изделия флюсом предохраняет ее от окисления в момент погружения изделия в расплав и способствует лучшему смачиванию его поверхности в расплаве. [c.161]

В и с о ц к и с К. К. Явления смачивания и химического взаимодействия на межфазовой границе твердый металл—силикатный расплав. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. хим. наук. Л., 1972. 25 с. [c.266]

Технические продукты отличаются по смачивающей способности от чистых веществ. Так, расплав чистой новолачной смолы (без растворителей) на металлах, оксидах, графите, алмазе имеет краевой угол смачивания 25—40°, а расплав технического продукта — 40—60° [29]. [c.15]

Таким образом, смачиваемость неметаллических карбидов кремния и бора ферросплавами улучшается, если в ферросплав добавля-егся медь. Наилучшее смачивание карбидов ферросплавами с добавкой меди установлено при содержании меди в сплаве-лигатуре до 3%. Присутствие пластичной составляющей, какой является медь, вызывает уменьшение межфазной поверхностной энергии на границе твердый карбид — жидкий расплав. Это уменьшение меж-фазного натяжения и краевого угла смачивания приводит к предотвращению сегрегации зерен тугоплавкой составляющей и повышению адгезии в результате более полного омывания жидким металлом зерен твердой фазы. Это явление, как показывают наши эксперименты, сопровождается измельчением структуры, что характерно как для жаропрочных сплавов, основой которых является пластичная фаза с меньшей температурой плавления, так и для твердых наплавок типа карбида бора — железоуглеродистая поверхность, у которых пластичная фаза занимает обычно объем около 25—35% (рис. 3, б). [c.128]

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]

Растворение металлических примесей в жидком металле также может оказывать существенное влияние на смачивание твердых окислов. Например, при контакте жидкого палладия с окисью алюминия АЬОз при 1600°С добавление металлов подгруппы железа приводит к увеличению краевых углов. Растворение меди, серебра, свинца и особенно марганца, кремния, алюминия значительно улучшает смачивание при достаточно высокой концентрации этих компонентов происходит инверсия смачивания с переходом от тупых краевых углов к острым. Улучшение смачивания в этих системах объясняется тем, что марганец, алюминий и кремний имеют более высокое сродство к кислороду, чем палладий поэтому происходит значительное снижение поверхностного натяжения на границе расплав — окисел [165]. [c.196]

Формирование шва и образование связей в контакте основной металл — присадочный металл при сварке плавлением определяются способностью металлов в расплавленном состоянии давать общие фазы и характером кристаллизации. При пайке формирование шва определяется, главным образом, процессами смачивания, капиллярного течения и растворно-диффузионными процессами на границе основной металл—расплав припоя. При этом смачивание и образование паяного шва происходят даже тогда, когда основной металл и припой не сплавляются и не образуют между собой химических соединений. [c.6]

Спай — переходный слой, образующийся в результате смачивания при т е м п е р а т у р е п а й-ки и последующего взаимодействия на границе основной металл — расплав припоя. Если при температуре пайки переходный слой не образовался, то спая между основным металлом и припоем не будет. В зависимости от природы взаимодействующих металлов и условий пайки состав и строение спая могут быть различными. [c.10]

В процессе смачивания две свободные поверхности заменяются одной границей фаз между твердым металлом и расплавом припоя с более низкой свободной поверхностной энергией системы. Поэтому образовавшиеся в отдельных местах связи очень быстро распространяются по всей площади контакта основной металл — расплав припоя. На этой стадии образования спая основную роль начинают играть квантовые процессы между частицами атомных размеров. Взаимодействие между ними проявляется в притяжении или отталкивании, интенсивность и характер которых изменяются в зависимости от природы металлов и внешних условий процесса. Поскольку при пайке взаимодействие происходит, главным образом, между разнородными металлами, то возможность образования соединений между атомами металлов определяется конфигурацией их внешнего электронного слоя. В том случае, когда он близок к насыщению электронами, атом проявляет большую склонность к захвату чужих электронов. При малом количестве электронов на внешних слоях атома он легко отдает их при взаимодействии с другими атомами. С позиций классической физики электрон для перехода на орбиту другого атома должен преодолеть потенциальный барьер, имея для этого необходимую энергию активации. Величина этой энергии зависит от расстояния между атомами. При больших расстояниях она равна энергии связи электрона на соответствующей орбите (потенциалу ионизации). С сокращением расстояния между атомами энергия активации электрона уменьшается и обращается в нуль, когда орбиты перекрываются [14]. [c.15]

Для обеспечения качественной пайки флюс не должен содержать в расплавленном состоянии твердых частиц, а также образовывать их в процессе флюсования, так как это будет препятствовать затеканию флюса в зазор и вытеснению его из зазора припоем. В процессе перехода окисной пленки в расплав флюс должен сохранять свою жидкотекучесть и легко вытесняться расплавленным припоем. Поэтому адгезия расплавленного флюса к основному металлу должна быть меньшей, чем расплавленного припоя, что достигается соответствующей композицией флюса. Хорошее вытеснение боратных флюсов расплавленными припоями при пайке сталей объясняется влиянием борного ангидрида, который сильно снижает адгезию солевых расплавов при смачивании поверхности железа. [c.39]

Однако эта работа фактически не зависит от поверхностного натяжения жидкости на границе с газовой средой 01,2. Основным фактором, определяющим смачивание и затекание жидкости в капиллярный зазор, является сила сцепления между поверхностью основного металла и расплавом флюса, т. е. разность 01,3—02,з- Поскольку определить значение поверхностного натяжения твердого тела 01,3 и поверхностное натяжение на границе жидкость— твердое тело 02,3 трудно, то определяют поверхностное натяжение жидкости 01.2 и краевой угол смачивания. Разность 01,3—02,3 играет очень большую роль в процессе флюсования. От ее численного значения зависит возможность и характер смачивания расплавленным припоем покрытой флюсом поверхности основного металла. Если разность 01,3—02,3 для основного металла и расплава флюса равна или больше 01,3—02,3 для основного металла и расплава припоя, то припой остается в массе флюса, контакт с поверхностью основного металла не достигается и, следовательно, смачивания припоем не наступает. В этом случае расплавленный припой в капиллярный зазор не течет и, следовательно, не вытесняет из него расплав флюса. [c.47]

Характер смачивания и капиллярного течения флюсов и припоев в условиях пайки во многом зависит от величины коэффициента поверхностного натяжения их расплавов, значения межфазного натяжения в контакте расплав флюса — расплав припоя и расплав припоя — основной металл, а также величины поверхностной энергии основного металла, находящегося в твердом состоянии. [c.142]

Изучение закономерностей взаимодействия металлических расплавов с тонкими пленками металлов, нанесенными на неметаллические материалы, изменение степени смачивания (краевого угла) и адгезии расплав — металлическая пленка — подложка в зависимости от свойств контактирующих фаз, толщины металлизацион-ного слоя и других факторов позволяет выяснить механизм образования связей жидкого металла с твердой фазой, строение напыленных пленок, характер их взаимодействия с расплавом металла. Результаты таких исследований являются основой для разработки технологии металлизации и пайки неметаллических материалов. [c.15]

Опытные плавки проводили в печи ТВВ-2 с графитовым нагревателем в атмосфере аргона. Навеску металла с заданным содержанием углерода (100—150"г) расплавляли в алундовом тигле диаметром 40 мм. После расплавления металла и установления заданной температуры (1500° С) на молибденовой проволоке d = 0,5 мм), защищенной алундовой соломкой, к одному из плеч коромысла весов АДВ-200 подвешивали пластинку (20 X 15 X 1 мм) и определяли ее вес перед погружением в расплав. Тигель с металлом с помощью подъемного устройства медленно поднимали до соприкосновения с пластинкой момент касания фиксировали по резкому отклонению стрелки весов. После этого подъем прекращали и приступали к уравновешиванию пластинки. По разности весов до и после касания пластинкой поверхности металла определяли силу смачивания (АР), которая составляла величину от 0,1 до 3 г. [c.132]

Несмотря на то, что работы по предложенной Цисманом методике измерения 7 ведутся довольно широко, это направление подвергается критике [96, 97, 158]. В частности, отмечают, что измерение углов смачивания сопряжено с методическими трудностями. На этом основании делают вывод о недостоверности экспериментального измерения [96]. Действительно, в силу ряда причин, которые более подробно рассмотрены при обсуждении методов изучения смачивания, измерение истиных равновесных значений углов смачивания — задача достаточно сложная. Однако из этого не следует, что угол смачивания — величина неопределенная. При известном навыке и учете ряда методических требований может быть достигнута достаточно хорошая воспроизводимость результатов, так что данное возражение не является нринциниальным. Более серьезное возражение относится к вопросу о величине При измерении но методу Цисмана определить экспериментально нельзя. Предположение о том, что утж Ol по мнению некоторых авторов, сомнительно. Уместно напомнить, что значение межфазной поверхностной энергии в ряде случаев может быть измерено экснериментально. Так, значение у ж для системы металл — собственный расплав лежит в пределах от нескольких эрг/см до нескольких десятков эрг/см [76, 159, 160], т. е. в 10—20 раз меньше, чем у,, при той же температуре. Весьма мало и значение межфазной поверхностной энергии для системы жидкость — жидкость. [c.68]

Особое значение имеет кислород как весьма эффективное межфазноактивное вещество в системах твердый металл — силикатный расплав. Его действие как активатора адгезии при нанесении силикатных эмалей на металлы общеизвестно [313]. В присутствии кислорода на поверхности металлов образуются окисные пленки, благодаря чему улучшается смачивание и, в соответствии [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология