На головну

Спікання багатокомпонентних систем

  1.  Brian організаційніх систем контролю
  2.  D.3. Системи економетричних рівнянь
  3.  D.3. Системи економетричних рівнянь
  4.  I. 2. 2. Сучасна психологія і її місце в системі наук
  5.  I. Хто є хто, або система цінностей
  6.  I. Поняття, предмет, система виконавчого провадження
  7.  I. Створення радянської судової системи

Порошкові матеріали, використовувані в різних галузях техніки, в переважній більшості випадків являють собою багатокомпонентні системи. Головна відмінна риса таких матеріалів - відмінність концентрацій компонентів в різних точках порошкового тіла (градієнт хімічних потенціалів), що спостерігається або тільки в початковому стані і на проміжних етапах спікання, або також і в кінцевому стані, якщо компоненти не повністю розчинені одне в одному в твердому стані . Основною причиною їх нерівноважногостану є неоднорідність хімічного складу. У таких матеріалах одночасно з самодифузії повинна відбуватися гетеродіффузія, що забезпечує вирівнювання концентрацій компонентів.

Прийнято розрізняти два види твердофазного спікання багатокомпонентних систем: 1) спікання компонентів, що володіють повною (необмеженою) взаємної розчинність; 2) спікання компонентів, що володіють обмеженою взаємною розчинністю; спікання компонентів, взаємно нерозчинних.

Системи з повною взаємною розчинністю компонентів.

В результаті спікання таких систем (Сu - Ni, Fe - Ni, Co - Ni, Сu - Au і ін.) Утворюється одна фаза (твердий розчин); на проміжних стадіях спікання існує кілька фаз: частки вихідних металів і тверді розчини змінної концентрації.

Усадка порошкового тіла при нагріванні, як правило, менше адитивної, розрахованої виходячи з можливої ??усадки кожного з компонентів, Це пояснюється більш низькою рухливістю атомів в твердих розчинах в порівнянні з чистими металами і неможливістю отримати при змішуванні вихідних компонентів абсолютно однорідну суміш, через що швидкість дифузії атомів через які неоднакова. Так, в системі Сu - Ni при підвищенні змісту Ni в Cu (або навпаки) усадка зменшується і може відбуватися навіть зростання порошкового тіла, що пов'язано з великим коефіцієнтом дифузії Cu в Ni в порівнянні з коефіцієнтом дифузії Ni в Cu: в частинках міді утворюються надлишкові вакансії, коалесцирующие в пори, а частки нікелю збільшуються в розмірах через переважання припливу атомів міді над відтоком атомів нікелю.

Однак при спіканні суміші порошків деяких з систем можна спостерігати зростання швидкості ущільнення з ростом змісту другого компонента. Так, в системі W - Мо є слабко виражений максимум в концентраційної залежності усадки.

Істотна особливість спікання будь-який з розглянутих систем полягає в тому, що деякі з контактів між однойменними і різнойменними порошинки можуть порушуватися. Причини цього - напруги в зоні контакту дифузійного походження, "зникнення" порошинки, яка внаслідок випаровування або поверхневої дифузії переміститься на поверхню іншого порошинки, і ін.

Для вирішення практичних завдань важливим є питання про необхідний ступінь гомогенізації за складом сплавів, що утворюються при спіканні: так як багато властивостей порошкових тіл визначаються величиною і станом контактних поверхонь між частинками, в ряді випадків досягнення повної гомогенізації сплаву всередині частинок виявляється непотрібним.

Системи з обмеженою розчинністю компонентів.

У практиці порошкової металургії такі системи зустрічаються найбільш часто: наприклад, Fe - C, W - Ni, Сu - Ag, Mo - Ni - Сu і багато інших. Для них характерні діаграми стану як з евтектикой і перітектікой, так і з хімічними сполуками.

При нагріванні на проміжних стадіях гомогенізації в порошковому тілі присутні всі фази, наявні на діаграмі стану, практично незалежно від вихідного складу суміші порошків. Залежно усадки від вмісту елементів в сплаві відрізняються від лінійних, а їх характерний вигляд (напрямок опуклості) може бути різним. Наприклад, для системи W-Ni при близькому дисперсності вихідних порошків спостерігається крива з плавним мінімумом.

Властивості матеріалів, утворених розглянутими системами компонентів після спікання, залежать від ряду факторів: повноти гомогенізації в області обмежених твердих розчинів, пористості, досконалості міжфазних і однофазних контактів і ін. Роль гетеродіффузіі зводиться до забезпечення вирівнювання концентрацій елементів в області обмеженої розчинності, причому досягнення гомогенності в більшості випадків небажано (при граничних концентраціях багато показників властивостей обмежених твердих розчинів максимальні).

Системи з нерозчинними компонентами.

Прикладами таких систем є Сu - З, W - Ag, W - Сu, Мо - Сu і ін.

Термодинамічне умова припекании двох частинок різнорідних невзаимодействующих компонентів має вигляд: s АВ <| s А + s В |, де s - поверхнева енергія; т. е. поверхнева енергія утворюється міжфазної межі АВ повинна бути менше, ніж сума поверхневих енергій частинок А и В, В іншому випадку порошкове тіло спекаться не буде.

 




 Хімічні властивості |  Фізичні властивості |  технологічні властивості |  Відпал і класифікація |  приготування сумішей |  Механізм процесу формування |  Переривчасті методи формування |  Безперервні методи формування |  І фактори, що сприяють зниженню якості |  спікання |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати