Теория, технология и оборудование диффузионной сварки
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 21 22 23 24 25 26 27... 174 175 176
|
|
|
|
Рис. 2.10. Схема залечивания пор в зоне сварки при протекании диффузионных процессов: / — на начальной еяадии в резулмаяе повержногэной диффузии; // — но ааядючвяель-ной от а дин в результате объемной диффузии Поверхностные дефекты способствуют развитию поверхностной диффузии и интенсифицируют перенос вещества на начальной стадии твердофазного спекания; дислокации и другие дефекты внутреннего строения кристаллов увеличивают объемную диффузию. На ранних стадиях сварки, когда мостики схватывания только образуются, наибольшее значение в переносе вещества имеет поверхностная диффузия, на более поздних стадиях и при повышении температуры решающую роль играет объемная диффузия. Площадь контакта является источником вакансий. Атомы или ионы из зоны контакта переходят в пространство пор, а вакансия — в перемычку. Образующаяся повышенная концентрация вакансий в перемычке приводит к усадке системы при стоке вакансий на границе зерен. Перемычка, увеличиваясь в размерах за счет поглощения вакансий, заполняет поры. Первоначально вытянутая пора уменьшается в размерах и постепенно приобретает сферическую форму, а соединяемые детали на эту величину претерпевают усадку. Диффузионные процессы в стеклах и оксидах имеют некоторые особенности. Значения коэффициентов диффузии в кристаллических оксидах так же, как и в металлах, меняются в широких пределах. Полезно иметь примерное представление о том, каковы эти величины с точки зрения кинетики протекания процессов, связанных с диффузией. Одно из наибольших значений коэффициентов относится к диффузии кислорода в двуокиси циркония. Это обусловлено тем, что в этом кристалле, ввиду его особого состава, имеется значительное количество вакансий ионов кислорода. В этом случае при 1273 К значение коэффициента диффузии составляет 710"1а м2/с. Коэффициент диффузии в ]%0 при 1773 К равен 6-10~15 м2/с, что более типично для кристаллов керамических оксидов при обычных температурах отжига. Измерения коэффициента диффузии кислорода в А120„ дают значение около 10"18 м2/с при температуре выше 2073 К. Таким образом, в высокочистых огнеупорных материалах, таких, как оксид алюминия, диффу 48 знойные процессы протекают а достаточной скоростью только при очень высоких температурах. Протекание диффузии в стеклах и ее отличие от диффузии в кристаллических твердых телах обусловлены иным строением решеток. При охлаждении силикатного расплава с образованием стекла пространственная решетка становится в переходном интервале температур жесткой, но в ней остаются пустоты, в которых размещаются щелочные и щелочно-земельные ионы. При этих условиях подвижность ионов кремния очень ограничена, поэтому миграция может происходить за счет более подвижных ионов щелочных металлов. Наличие пустот в решетке приводит также к легкой диффузии в стекле небольших атомов, таких, как гелий и водород. Интересное явление, связанное с диффузией этих веществ, наблюдалось при изучении хода деформации стекол при растяжении. Оказывается, что коэффициент диффузии возрастает, если на стекло действует растягивающая нагрузка. Было предположение, что некоторые из пустот, уже имеющихся в стекле, расширяются и переходят в микротрещины, когда стекло растянуто, и что эти трещины . обратимо залечиваются, когда напряжение снимается. Напряжения сдвига или сжатия не оказывают такого действия на пустоты. Пары воды, так же как и водород, растворяются в силикатных стеклах в больших количествах и имеют в них высокий коэффициент диффузии. Стеклофаза керамики особенно важна в технологии сварки, поскольку коэффициенты диффузии в материалах с неупорядоченной, т. е. некристаллической решеткой, в общем на несколько порядков величины больше, чем в кристаллических оксидах. Следовательно, диффузионные явления в смеси, состоящей из кристаллов и стекла, идут в основном за счет стекла. Это значит, что присутствие небольших количеств стекловидного вещества в керамике оказывает сильное влияние на ход диффузионных процессов в такой многофазной системе в целом. Изучение диффузии в силикатных стеклах представляет поэтому большой практический интерес с точки зрения технологии получения соединений многих керамических материалов с металлами. У многих оксидов даже высокой чистоты на границах зерен может образоваться прослойка, близкая по строению к стеклу, но более толстая, чем у металлов (рис. 2.11). Таким образом, вполне вероятно, что диффузия по границам у керамических материалов имеет большее значение, чем у металлов. Это особенно относится к огнеупорным оксидам, у которых объемная диффузия протекает медленно вплоть до очень высоких температур. Твердофазное взаимодействие, происходящее в условиях диффузионной сварки металлов со стеклом или керамикой, в отличие от реакции в жидкой или газовой среде, складывается из двух фундаментальных процессов: собственно химической реак 49
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 21 22 23 24 25 26 27... 174 175 176
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
