Изучение смачивания твердых молибдена и ниобия жидким алюминием показало, что зависимость краевого угла смачивания в исследуемом интервале температур хорошо описывается линейными уравнениями: для А1 — Мо 6 = (215,32.0,18) /, для А1 — ЫЬ 0 = (338,00. .0,23) г. Краевой угол, равный нулю, в обоих случаях достигается при температурах выше 1473 К. Проведены исследования по смачиванию молибдена и ниобия жидкими силуминами с массовым содержанием 81 1,46; 4,27; 7,85; 12,55 и 40 %. Сплавы получали переплавом в шахтной печи в тиглях из А1203 в среде гелия, после чего подвергали химическому анализу. В табл. 10 показано, что сплавы А1 — Б1 (спла-

Таблица 10. Значения температуры смачивания твердых молибдена и ниобия расплавами на основе алюминия, К

вы № 2—6), обеспечивающие хорошее смачивание при минимальной температуре, содержат в случае ниобия около 4 % 81 (полное растекание при 1253 К) и в случае молибдена — около 8 % 81 (полное растекание при 1273 К).

Для определения влияния других элементов, образующих трех- и четырехкомпонентные системы, исследовано смачивание твердых молибдена и ниобия сплавами на основе алюминия с различным содержанием кремния, титана и хрома. Двойным дуговым переплавом получено десять сплавов, данные химического анализа которых показали наличие 0—12,30 % Ти 0,42 —0,46 % 81 и 2,28—9,88 % Сг. Температуры, при которых краевые углы смачивания расплавами молибдена и ниобия равны 45,15° и 0, также приведены в табл. 10.

Сравнивая температуры полного растекания для разных расплавов, можно сделать следующие выводы: увеличение суммарного содержания легирующих компонентов улучшает смачивание как молибдена, так и ниобия. Сплавы № 7 и 8, полностью растекающиеся на молибдене

при 1293 К, содержат суммарное количество кремния, титана и хрома немногим более 23 %. Наилучшее смачивание ниобия (краевой угол смачивания равен нулю при 1118 К) обнаруживает также сплав № 7.

Наиболее значительно влияют на смачивание расплавом тугоплавких металлов добавки кремния. Однако, как видно из табл. 10 (сплавы № 1—6), при введении некоторого количества кремния смачивание молибдена и ниобия улучшается, дальнейшее увеличение содержания кремния слабо влияет на смачивание силумином исследуемых материалов или ухудшает его. Таким образом, чтобы достичь максимального смачивания молибдена и ниобия, целесообразно применять многокомпонентные сплавы № 7 и 8.

Молибденовые волокна используются при создании композиционного материала с матрицей из алюминиевого сплава. В работе [3651 описаны закономерности смачивания молибдена жидким алюминием. Изучены температурная и временная зависимости краевого угла и работа адгезии по отношению к молибдену.

Краевой угол определяли методом лежащей капли. В качестве экспериментального материала служил листовой молибден технической чистоты в форме кольцевой подложки диаметром 14 мм и толщиной 2 мм, а алюминий (99,999 %) был в форме кубика с ребром 4 мм. Молибденовые подложки перед помещением в установку протирались ацетоном, алюминиевые кубики механически очищались от оксида, образовавшегося на поверхности. Температурная зависимость краевого-угла исследовалась в интервале 975—1273 К с выдержкой 120 мин. Эксперименты проводились в вакууме 10~5 мм рт. ст. Сфотографированные капли после увеличения измеряли (максимальный диаметр и высота от плоскости с этим диаметром до вершины капли), угол 6 вычислялся по формуле

tgO = 2rh/(r2 — h2),(4.4

где d = 2г. Работа адгезии вычислялась из зависимости (1.6): Wa = = а (1 + cos 6). Поверхностное натяжение алюминия, по литературным данным, с учетом температурной зависимости определялось по формуле

о-д! = 948 — 0,2027.(4.5

Временная зависимость краевого угла для разных температур показана на рис. 61 (для 973 и 1073К она не нанесена на график, так как. зависимость та же, что и для 1023 К)- При температурах до 1173 К алюминий не смачивает молибден, краевой угол при этом достигает постоянной величины за 30 мин. При 1273 К алюминий смачивает молибден: уже после 5 мин краевой угол сначала быстро уменьшается, затем, по истечении 30 мин, идет линейное его уменьшение, а по истечение 2 ч он достигает 30°. Работа адгезии алюминия к молибдену с температурой возрастает, особенно в области выше 1123 К (рис. 61, б). Зависимость косинуса краевого угла от температуры (рис. 61, а) характеризуется двумя линейными участками: первый для области температур 973—1123 К, второй — для 1123—1273 К- Критическое поверхностное натяжение смачивания молибдена составляет 681 мДж/м2.