ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смачивание расплавами щелочных металлов и некоторых сплавов из "Адгезия жидкости и смачивания" Смачивание поверхностей расплавами лития, натрия и калия. [c.275] Смачивание таких металлов, как Си, Ag, Аи, Pt, Рё, 2п и Ы , расплавами лития, натрия и калия может быть охарактеризовано отношением между атомными радиусами жидкого и твердого металлов Смачивание имеет место, если это отношение меньпте определенного значения. Так, для систем Си—Ыа и Ы1—Ыа смачивание поверхностей происходит при отношении атомных радиусов соответственно менее 1,46 и 1,49. Для системы Си—К эффективное смачивание наблюдается, когда отношение между атомными радиусами не менее 1,77. [c.275] Связь между смачиванием и отношением атомных радиусов твердых и жидких металлов можно объяснить, исходя из принципа минимума свободной энергии. В жидкой фазе атомные связи слабее, чем в твердой. Поэтому с повышением отношения между атомными радиусами жидкого и твердого металлов свободная энергия системы возрастает и смачивание затруднено. [c.275] Как и в других случаях, смачивание поверхностей щелочными металлами зависит от температуры расплава. [c.275] С увеличением содержания калия до 77% в интервале 90— 300 С . [c.276] Наименьший краевой угол реализуется при смачивании сплавом с содержанием 77% калия, соответствующим эвтектическому составу. [c.276] Сплавы никеля с железом смачиваются хуже, чем чистые металлы. С ростом концентрации никеля в сплаве смачивание растет. Это связано, по-видимому, с восстановлением окисной пленки при контакте никеля с металлом. [c.276] Помимо расплава щелочных металлов практический интерес представляет смачивание различных поверхностей расплавами хлоридов щелочных металлов. Минералы и окислы по мере увеличения их смачивания расплавами хлоридов, таких, как КС1, КС1—Na l, a U, в атмосфере воздуха можно расположить в следующий ряд АЬОз, Si02, ZrO , НЬоОз. [c.276] Расплавы свинца в этих условиях плохо смачивают поверхности, изготовленные из сфалерита и кварца. [c.277] При катодной поляризации, когда сульфид находится под потенциалом 1,4 В, смачивание жидким свинцом сульфидов свинца и олова растет. Краевой угол в этих условиях падает на 20%, что связано с появлением твердой пленки металла на поверхности этих сульфидов. Для остальных сульфидов такое явление не наблюдается и смачивание при наложении потенциала не изменяется. [c.277] Адгезия сплавов к окиси алюминия. Для таких производств, как керамическое, получение электрокорунда и др., важное значение приобретает адгезия сплавов на основе железа к твердой окиси алюминия. [c.277] Из приведенных данных следует, что с увеличением концентрации углерода в расплаве Ре—С работа когезии изменяется не столь значительно, чем работа адгезии. Во всех случаях работа когезии больше работы адгезии, что и определяет возможность смачивания расплавами твердой окиси алюминия. [c.277] Улучшения смачивания керамических материалов из окиси алюминия можно достичь легированием металла применяемого в качестве расплава. Легирование кобальта и никеля производят карбидами молибдена, вольфрама, титана и меди. Расплавы исходных никеля и кобальта дают на поверхности из окиси алюминия при температуре 1950 °С краевой угол, равный 120°. При введении легирующих элементов происходит снижение краевого угла по мере увеличения доли вводимого легирующего компонента в последовательности медь, молибден, вольфрам и титан. [c.278] На практике часто применяется смачивание твердых поверхностей расплавами алюминия и сплавами на его основе Смачивание бери.1..ля,карбида бора и графита проводили двенадцатью различными расплавами алюминия при температуре 840 °С в атмосфере гелия и в вакууме Во всех случаях наблюдается плохое смачивание краевой угол превышает 90°. Исключение составляет расплав, содержащий 20 /о магния. Краевой угол этого расплава уменьшается до 68°. [c.278] Растекание жидкого алюминия на поверхности меди определяет процесс сварки плавлением алюминия с медью. Система алюминий— медь активно взаимодействует и должна хорошо смачиваться. Однако в результате окисления алюминия образуется окисная пленка, которая препятствует смачиванию Краевой угол расплава алюминия на меди резко уменьшается по истечении 5 мин контакта, а затем остается практически постоянным. При температуре 900 °С краевой угол снижается с 60 до 12°, а работа адгезии, первоначально равная 1000 эрг/см , в дальнейшем растет. [c.278] Растекание алюминия зависит от наличия пленок других металлов, которыми покрывается исходная поверхность. Наилучшими из пленок цинка, олова и серебра оказались серебряные, способствующие растеканию расплава алюминия. [c.278] При температуре 800 °С, которая на 20° превышает эвтектическую температуру, краевой угол расплава алюминия на меди падает от 8° до 0. Причина заключается в образовании эвтектической жидкости. Фактически растекание жидкого алюминия происходит по поверхности меди, заранее смоченной расплавом эвтектической жидкости. [c.278] В данном случае скорость растекания определяли путем увеличения за единицу времени площади контакта капли с твердой поверхностью. [c.279] С увеличением радиуса кривизны скорость растекания растет. [c.279] Смачивание расплавами при высоких температурах. Исследования смачивания и адгезий расплавов при высоких температурах сильно расширились за последние годы в связи с развитием тдких отраслей промышленности, как высокотемпературное металловедение, электроника и др. [c.279] Вернуться к основной статье