стиц разных материалов связано не только с их дисперсностыс развитостью поверхности и деформацией, но и с содержанием коп понентов.

3.4.1. Кинетика спекания пористых лент из смесей ультрадисперсных порошков металлов

Двойные порошковые смеси никель—медь и никель—кобал относятся к системам с неограниченной взаимной растворимость! а смеси медь—кобальт — с ограниченной. Для двух первых сист" при спекании характерно образование одной фазы — твердого г створа компонентов. У третьей системы в зависимости от конце трации компонентов формируются либо одна (в области полн-взаимной растворимости), либо две фазы (насыщенный тверды раствор и избыточная фаза второго компонента).

Кинетику спекания (сварки) под давлением изучали на обра цах пористых прокатанных лент из смесей УДП (полученных основном термическим разложением механических смесей ф-миатов) и спрессованных лент из смесей УДП (изготовленных ~ средством пиролиза формиатов смесей).

Образцы нагревали с постоянной скоростью в интервале темгк ратур Т= 400.800"С. По достижении заданной температуры пр* кладывали давление сжатия Р= 5. 20 МПа. Длительность спекаю-при заданных значениях Ти Р варьировали в пределах 5.30 ми '

В процессе спекания промежуточного слоя из одного ком-нента, например УДП никеля, сопровождающемся его объемн усадкой, снижается свободная поверхностная энергия порошке вой системы вследствие уменьшения общей площади поверхнос межчастичных пор.

Промежуточный слой из смеси УДП двух металлов, способн взаимодействовать друг с другом, наряду с избыточной свободн энергией, обусловленной развитой поверхностью составляющих дисперсных частиц и наличием структурных дефектов, обладает и быточной энергией, связанной с возможностью образования сплаг Поэтому при спекании двухкомпонентных порошковых промеж; точных слоев — бинарных смесей УДП — должны протекать, в сутг ности, два процесса: их объемная усадка и формирование сплава

Оценить величину вклада в изменение свободной энергии си темы, обусловленного сокращением площади поверхности, раз-ляющей частицы порошка в образце, и смешением компонент?, при образовании сплава, можно следующим образом.

Изменение свободной энергии образца при спекании

Д£ = Ео- Е,

где Е0, Е — поверхностная энергия образца соответственно до и после спекания.

Изменение свободной энергии АЕ происходит за счет вклада свободной энергии поверхности образца и энергии образования сплава:

Д£= /4,+ £от. Свободная энергия поверхности

Ее = с,А + ос5с,

где о,,, Ос — удельные поверхностные энергии чистых металлов; 5И, 5С — суммарные площади поверхностей частиц компонентов в образце до спекания.

Для упрощения расчета Е^ не будем принимать во внимание уменьшение свободной поверхности частиц УДП, обусловленное образованием металлических контактов в результате прокатки смесей УДП или холодного прессования.

^ = 4яЗД,

где ИА — число частиц порошка компонента А в смеси, = = МА/(У^А); гА — радиус этих частиц, гл = 6/(&,£уд); Мл — масса порошка компонента А; УА — объем одной частицы, УА = 4тсл^/3; %А — плотность чистого металла компонента А; 5уя — удельная поверхность смеси УДП, то в результате преобразований получим

£„ = 0^(сАМА + ссМс).

Таким образом, вклад поверхностной энергии в процессе спекания двойных систем зависит от удельной поверхности УДП и концентрации компонентов в смеси, причем чем выше концентрация компонента с большей удельной поверхностной энергией, тем выше значение £^в.

Для расчета энергии образования сплава Е^ в двухкомпонент-ной системе можно воспользоваться уравнением

гае Д/з™, Д,У° — изменения энтальпии и энтропии системы в результате смешения компонентов при температуре Та.

Имеющиеся количественные оценки показывают, что энергия, выделяемая двухкомпонентной системой при образовании сплава в твердой фазе, на 2—3 порядка выше, чем энергия, которая выделяется за счет устранения межчастичных пор. Поверхностная энергия расходуется на снижение температуры рекристаллизации и Увеличение скорости этого процесса.

Исследование зависимости объемной усадки промежуточных слоев, представляющих собой двухкомпонентные смеси систем N1— Си, N¡—00 и Си—Со, полученных разными методами, от их состава показало следующее.