изменением отношения объема пор после спекания к их первоначальному объему.

Прочность и пластичность никелевых таблеток с увеличением значений параметров режима спекания приближаются к аналогичным характеристикам компактного никеля. При 7'С = 600.700*С хрупкого разрушения таблеток, полученных предварительным холодным прессованием при Рп 300 МПа, не наблюдается. При 7^ = 500.700°С в спекаемых таблетках развиваются рекристалли-зационные процессы. Образование мелкого рекристаллизацион-ного зерна приводит к увеличению протяженности межзеренных границ (особенно с ростом vn и /Уп), сопровождающемуся повышением прочности при сжатии.

Можно предположить, что в формировании структуры и свойств таблеток в процессе их усадки при кратковременном спекании определенную роль играет диффузия атомов по границам зерен, в результате которой возможно увеличение прочности таблеток даже без уменьшения относительного объема пор.

В указанных пределах длительности спекания при Тс 500 "С, когда происходит усадка, можно определить эффективную энергию активации Е процесса по уравнению Аррениуса:

ЬлА" = —£г+А, RT,

где К— логарифмическая скорость уплотнения.

Как показало графическое дифференцирование зависимостей ус(7"с) при различных режимах предварительного холодного прессования и последующем спекании при Тс 450 °С, скорость уплотнения в интервале значений Тс = 500. 700 'С и ( = 5. 30 мин увеличивается приблизительно в 5 раз — от 0,33-10"3 до 1,67- 10~3%/с.

Зависимости 1пус(7"е) в интервале значений относительной плотности при спекании 50.70% изображаются прямыми линиями, по тангенсу угла наклона которых можно оценить величину эффективной энергии активации процесса уплотнения пористых таблеток при кратковременном спекании. В соответствии с расчетами Е= 42,4. 50,8 кДж/моль, что для никеля соответствует энергии активации поверхностной самодиффузии.

Регрессионные модели, описывающие физико-механические свойства пористых таблеток, полученных горячим прессованием с ЦПД, имеют следующий вид:

1пу = 3,6467 - 0,02359 lm - 0,325 InP +

+ 0,021941пА + 0,07341пГ,(4.42)

Ine = -107,75 +21,0321п7 + 16,397^74

+ 0,12851n7V-3,10251n7Tn7,(4.43)

Inte = -11,050 - 0,0657 Inv + 0,572 ЫР + 1,9422 ln Т-- 0,532 ln/Лпо + 0,0034 In/vTno + 0,0797 Invino 1пГ. (4.44)

По уравнению (4.42) рассчитывали зависимости у(7) при различных значениях Р, ии /V процесса. Установлено, что с увеличением температуры от 300 до 900 "С плотность таблеток возрастает на 20. 30 %, достигая значений, близких к плотности компактного никеля при Р= 100 МПа и и = 0,4 мм/мин.

Повышение скорости деформирования до 20 мм/мин приводит к снижению плотности на 5. 10%. Приращение уплотнения никелевых пористых таблеток при диффузионной сварке с ЦПД (¿V 1) слабо зависит от температуры, давления и скорости деформирования и определяется числом циклов Л'.

В логарифмических координатах зависимость 1пу, от lníV имеет вид прямой линии и может быть описана уравнением

у, = у,А0-023.(4.45)

В табл. 4.5 приведены значения y¡, рассчитанные по формуле (4.42). При 7V 1 значение у, можно найти с помощью уравнения (4.45), предварительно вычислив У! по формуле (4.42).

При у 60 % преобладает структурная деформация пористого тела. При этом постоянная величина Р мало зависит от у.

Установлено, что в исследованном диапазоне изменения параметров режима сварки Е= 15,6. 18,9 кДж/моль. Следовательно, на начальных этапах формирования таблетки и соединения в целом при диффузионной сварке с ЦПД происходит структурная деформация. Затем при у 60 % в пластическую деформацию последовательно вовлекаются частицы порошка и весь объем таблетки в целом. Процесс сопровождается увеличением удельного давления.

Так как скорость течения материала порошка гт зависит от приложенного напряжения и температуры процесса, то, пользуясь распределением Больцмана, можно записать

где В — постоянная величина.

Таблипа 4.5

Диффузионная сварка керамических материалов