Из температурной зависимости работы адгезии алюминия к молибдену (см. рис. 61, б) видно, что смачивание в этой системе может быть отнесено к химическому типу.

Система А1 — Мо, с точки зрения только капиллярных свойств алюминия, применима для производства композиционных материалов методом инфильтрации жидкого металла при температурах около 1273 К, однако измерение прочности молибденовых волокон, подвергнутых термообработке при разных температурах с выдержкой около 2 ч, показало, что прочность молибденовых волокон при температурах выше 923 К быстро падает (при 1273 К прочность молибденовых волокон упадет до 2/3 величины прочности при комнатной температуре), вследствие чего требуемый эффект существенного упрочнения композиционных материалов А1 — Мо приведенным методом нельзя было бы достигнуть. Поэтому необходимо изменением свойств матрицы достигнуть хорошего смачивания молибдена уже при температурах до 973 К-

Смачивание стали серебром. В работе [267] приведены данные о влиянии флюса, газовой среды, легирующих элементов, температуры и времени контакта на смачивание стали расплавленным серебром. Для определения влияния защитной атмосферы на процесс смачивания стали расплавом серебра выбраны следующие газовые среды: Аг высшего сорта (ГОСТ 10157—79), Аг + 0,5 % 02, Аг + 1 % воздуха, вакуум 2,68 • 10* — 6,65 МПа. Подложка из стали ВСтЗсп. Навеску изготовляли из серебра Ср 999,9 (ГОСТ 6836—80) и серебра опытных плавок, легированных элементами (Ра, 51, Р, А1), образующими твердые растворы, эвтектики и химические соединения с серебром и сталью. Значения краевых углов смачивания стали расплавом серебра Ср 999,9 в условиях различных газовых сред при времени контакта твердой и жидкой фаз 1 мин и температурах 1253—1373 К составили 20—35°. Нагрев до более высоких температур затруднял наблюдение процесса, так как элементы оптической системы микроскопа покрывались плотной пленкой конденсирующих паров серебра. .

1073 1173 6

Рис. 61. Временная зависимость краевого угла смачивания для системы алюминий — молибден (а) и температурная зависимость работы адгезии алюминия к молибдену (б): I — Т = 1023 К: 2 — П23 К; 3 —

1173 К; 4 — 1273 К.

Серебро хорошо смачивает сталь в вакууме (6,65 МПа) при температуре нагрева 1373 К. Примеси воздуха и кислорода к аргону, как и снижение разрежения воздуха, препятствуют процессу смачивания. Смачиваемость стали расплавленным серебром определяется в основном наличием оксидов на поверхностях взаимодействия, температурой металлов жидкой и твердой фаз и продолжительностью контакта жидкого металла с твердым.

Введение небольших добавок Си и Pd в серебро улучшает его смачивающую способность, при этом с увеличением содержания Pd угол смачивания уменьшается. Это объясняется тем, что Pd образует твердые растворы с железом и серебром. Металлографические исследования выявили образование прослойки между сталью и серебром, причем с увеличением содержания Pd в расплаве толщина прослойки увеличивается. При исследовании влияния времени контактирования жидкой и твердой фаз на угол смачивания установлено, что последний зависит { в определенных пределах) от времени контакта твердой и жидкой фаз, а также от степени легирования расплава. Замена 10 % атомов Ag, находящихся на поверхности раздела фаз, атомами Pd уменьшает поверхностное натяжение от_ж системы Fe — Ag на 30 %. Содержание палладия в сплаве серебра свыше 10 % незначительно влияет на процесс смачивания стали ВСтЗсп при температурах до 1373 К- Увеличение времени взаимодействия фаз уменьшает угол смачивания, особенно в первые 30 с.

Из щелочных металлов в качестве флюсующего компонента наибольшее распространение получил литий, который вводится в припои на основе серебра, меди и никеля. Ценность введения Li в припои усиливается благодаря его сродству к кислороду, азоту, водороду и сере, что способствует повышению характеристик припоев. Литий растворяется в расплавах серебра, меди, палладия, алюминия, цинка, кадмия. С серебром и палладием Li образует твердые растворы. Небольшие добавки Li к припоям являются поверхностно-активными, способствуя снижению краевого угла смачивания при растекании на сталях. При этом его добавка основное влияние оказывает на снижение межфазной энергии в системе основной металл — расплавленный припой. На уменьшение поверхностного натяжения припоя введение Li оказывает незначительное влияние.

С применением метода покоящейся капли изучено взаимодействие в системе серебро Ср 999,9 (жидкая фаза) — сталь СтЗ и сталь 10 (твердая фаза), выбран состав сварочного флюса, обеспечивающий в аргоне краевой угол смачивания менее 20° при температуре вза! м здействую-щих фаз более 1273 К- В присутствии флюсов © уменьшается при увеличении температуры и достигает величин, соответствующих условиям вакуума 13,3—1,33 мПа. Компоненты флюса: 30—35 % тетрафторбо-рата калия, 35—40 % криолита, 20—22 % NaF, 5—10 % КО, 1— 5 % Si. Работу адгезии рассчитывали по выражению

Wa = WrSa — WT (Mpf'N1'',(4.6)

где W\A— удельная работа адгедзии, определяемая по формуле (1.6), W™ = аж_г (1 + cos 6) при аж_г == 0,898.0,923 Дж/м2; SM—

161