ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смачивание окислов из "Адгезия жидкости и смачивания" Рассмотрим сначала примеры тех случаев, когда окисная пленка улучшает смачивание. При температуре 700—800 °С в вакууме краевой угол расплава стекла на поверхностях , изготовленных из Сг, N1, Р1, Мо, Со, Си и А , колеблется в пределах от 124 до 154°. На окисленных поверхностях этих же металлов значение краевого угла в 2—3 раза меньще, т. е. окисленные поверхности смачиваются значительно лучше чистых металлов. [c.255] Расплав силиката натрия полностью смачивает окисленные поверхности меди и никеля. Те же металлы, очищенные от окисной 5 пленки, не смачиваются в вакууме и имеют краевой угол больше 90°. [c.255] Если расплавленный металл растворяет окисную пленку, то различия в смачивании окисленной и неокисленной поверхностей не наблюдается. Это имеет место при смачивании железа расплавом лития при 400 °С. [c.255] Проанализируем влияние на смачивание содержания кислорода в окисле на примере смачивания окислов молибдена и марганца расплавами кислых стекол. Кислые стекла лучше смачивают МоОг, чем МоОз. Так, краевой угол для капель расплава стекла на МоОг составляет 67°. [c.255] На смачивание оказыЕает влияние не только степень окисленяя металлической поверхности, но и свойства окисной пленки. [c.256] Показатель смачивания s есть отношение смоченной площади к площади, занимаемой после затвердевания капли расплава. Приведенные окислы расположены в порядке роста показателя смачивания. Чем больше показатель смачивания, тем лучше смачивается поверхность. [c.256] В некоторых случаях смачивание расплавами стекол окисленных металлических поверхностей зависит от отношения радиусов катиона металла и аниона окисленной пленки . Окислы металлов, для которых отношение ионных радиусов лежат в пределах 0,41 С гме/го 0,90, хорошо смачиваются расплавами кислых стекол. Лучшей способностью смачиваться характеризуются металлы с ионным радиусом, близким к 0,9А (например, Си), когда соотношение Гше/го равно 0,6. [c.256] Смачивание германия сплавом свинца и индия на воздухе лучше, чем в атмосфере аргона краевой угол составляет соответственно 45 и 57°. В воздухе присутствует кислород, способствующий образованию окисной пленки и некоторому улучшению смачивания. [c.256] Образование окисной пленки можно исключить, если смачивание проводить в газовой среде, не содержащей кислорода. Так, в среде водорода ухудшается смачивание меди, серебра, железа, золота и никеля Молибден, вольфрам и палладий, наоборот, смачиваются в атмосфере водорода лучше, чем в среде кислорода Улучшение смачивания палладия объясняется хорошей растворимостью водорода в палладии. [c.256] Влияние содержания кислорода в расплавах железа и стали на смачивание окисленных поверхностей. В металлургии большое значение имеет адгезия железа и стали к окисленной поверхности, а также адгезионное взаимодействие при наличии в железе или стали различных добавок, в там числе и в виде окислов. Адгезия жидкого железа и его сплавов определяет процесс поглощения шлаком включений, взаимодействие стали с огнеупорами, удаление движущейся сталью шлака и увлечение его в объем металла. [c.257] Прежде всего рассмотрим влияние кислорода на величину адгезионного взаимодействия расплава. В случае смачивания расплавами железа поверхности окиси алюминия с увеличением содержания кислорода от 0,042 до 0,076 вес.% краевой угол снижается от 141 до 90°, а поверхностное натяжение расплава снижается от 1710 до 1235 эрг/см , что согласуется с данными работы В этих условиях работа адгезии растет от 380 до 1235 эрг/см . [c.257] Влияние кислорода на смачивание объясняется тем, что кислород неравномерно распределен по металлу и обогащает его поверхностный слойТак, при концентрации кислорода в объеме металла, равной 0,06—0,07%, поверхностный слой близок к насыщению. Подобно кислороду действует сера, обладающая высокой капиллярной активностью . [c.257] Изменить содержание кислорода можно путем раскисления стали. При раскислении стали окисью кальция происходит образование силикатов кальция, которые распределяются в качестве примесей в металле . Поверхностное натяжение расплавов СаО — SiOs з бывает линейно от 440 до 385 эрг/см с ростом содержания БЮг от 50 до 70 мол.% . Поверхностное натяжение стали ШХ-15 на границе с расплавом СаО—SiOa при 1550 °С колеблется в пределах 840—1170 эрг/см в зависимости от содержания входящих в расплав компонентов работа адгезии к стали в этих условиях изменяется лишь в пределах 1010—1230 эрг/см . [c.257] Более сильное влияние на адгезию стали оказывает содержание двуокиси кремния в системе СаО —SiOa — АЬОз, что обусловлено вытеснением серой кремния на поверхность фаз . Вытеснение серой кремния. а отчасти окиси железа на межфазную границу определяет рост адгезии стали продуктом раскисления по мере увеличения концентрации SiOa. [c.257] В продуктах раскисления содержатся закиси железа и марганца. Влияние на адгезию добавок закиси железа и марганца рассмотрим на примере адгезии к стали ШХ-15 расплава, содержащего 34,6% Si02, 46,9% AI2O3, 18,2% MgO и 0,28% FeO. С ростом концентрации закиси железа FeO от 0,28 до 0,90 вес.% поверхностное натяжение расплава у уменьшается с 1300 до 1140 эрг/см , что в соответствии с уравнением (1,9) определяет увеличение работы адгезии. [c.257] Уменьшение поверхностного натяжения ужт при увеличении содерл ания FeO и МпО обусловлено адсорбцией катионов железа и марганца на границе со сталью. Когда в прилегающем, слое шлака возрастает концентрация закисей железа и марганца в, результате вытеснения из него SIO2 и СаО, различие в полярности контактирующих тел уменьшается (см. 2), а адгезия увеличивается, что и наблюдается практически. [c.258] раскисление снижает адгезионное взаимодействие. Подобные закономерности обнаружены не только при смачивании стали марки ШХ-15, но и для других марок стали. Так, работа адгезии низкоуглеродистой стали к окисным расплавам при 1560 °С колеблется в пределах 450—1330 эрг/см в зависимости от содержания в стали закиси железа. [c.258] Работа адгезии расплавов железа к плавленой магнезии имеет следующие значения для технического железа (раскисленного)— 360 эрг/см для железа, насыщенного кислородом,— 1360 эрг/см . [c.258] Отсюда видно, что раскисление снижает работу адгезии по сравнению с введением кислорода, насыщающего железо. [c.258] Влияние углерода и других примесей на смачивание окислов и окисленных поверхностей. Действие кислорода на смачивание зависит от Присутствия других элементов в контактирующих фа-. [c.258] Вернуться к основной статье