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... 24 25 26 27 28 29 30... 174 175 176
|
|
|
|
сварки оказывают влияние главным образом на степень их развития и несущественно сказываются на росте их количества. Механизм и кинетика реакций в твердом состоянии. При диффузионной сварке соединение образуется в твердом состоянии, поэтому реакции между твердыми веществами могут происходить только на границе раздела. Одним из условий непрерывности протекания топохимических реакций является необходимость транспортировки реагирующих исходных веществ в активную зону. Таким процессом, обеспечивающим постоянный приток новых реагентов, является диффузионный массоперенос. Важнейшей характеристикой топохимических реакций, будь то реакция присоединения (2.13) или замещения (2.14), является образование новых фаз — продуктов реакции. Характер и количество этих фаз в значительной степени определяет свойства сварных соединений: АО + ВО -+ АВ02;•(2.13) А + ВО АО + В.(2.14) Для реакций типа (2.13) характерной особенностью является образование одной фазы продукта. Этот вид взаимодействия типичен для сварки металлов через слой оксида с керамикой или стеклом. Кристаллические структуры реагентов и продуктов относительно просты, как правило, известны физические и химические свойства этих веществ. Подобные реакции характерны для образования различных шпинелей, силикатов, алюминатов и т. п. двойных оксидов. Механизм протекания этих реакций достаточно общий. После миграции катионов из одного реагента к поверхности другого процесс лимитируется скоростью диффузии через затрудняющий слой (продукт взаимодействия). Механизм этого процесса подробно рассмотрен К. Хауффе. Так, при изучении А1—Мё-шпинели было установлено, что скорость ее образования определяется подвижностью ионов в шпинельной фазе. К. Хауффе . предложил, что образование шпинели происходит путем диффузии ионов Mg2+ и А13+ в противоположных направлениях, а ионы О2практически неподвижны. В пользу этого предположения говорит отношение размеров ионов: гмг*+ = 0,078 нм; гд1"+ = 0,057 нм; /о*= 0,132 нм. Реакции на границах фаз при образовании шпинели следующие: 4А1203 — 2А13+ + ЗMg2+ = ЗМдА1204; 4MgO — ЗMg2+ + 2А18+ = MgAl!!04. Реальное взаимодействие, по-видимому, сложнее, чем представленное стехиометрическими уравнениями, поскольку контактируют многокомпонентные системы и в зоне сварки могут происходить образование твердых растворов, окисление или восстановление одного из реагентов. Вторая реакция типа А + ВО АО + В является частным случаем реакции замещения более благородного элемента менее 54 благородным. Этот вид взаимодействия находит в последние годы достаточно широкое использование, особенно при диффузионной сварке алюминиево-магниевых сплавов со стеклом и керамикой. Примером наиболее изученного механизма протекания подобных реакций может служить восстановление хлористого серебра медью. Механизм взаимодействия при этой реакции показан на рис. 2.12. Полученные выводы, по-видимому, с определенной степенью достоверности могут быть распространены и на другие подобные реакции, протекающие между металлами и оксидами в условиях твердофазного взаимодействия. Так, по аналогии можно представить и механизм взаимодействия между алюминием и кремнеземом (рис. 2.13), когда на границе раздела идет реакция замещения кремния алюминием в кремнеземе. Образующийся в результате восстановления кремний растворяется в алюминии и только после достижения предела растворимости может произойти распад пересыщенного раствора с выделением новых фаз. Такая схема может быть реализована в условиях диффузионной сварки чистых материалов, например при сварке кварцевого стекла через промежуточную прокладку из алюминия. Отличительной особенностью протекания топохимической реакции присоединения от реакции замещения при диффузионной сварке является то, что в первом случае взаимодействие осуществляется между оксидами металла, созданными искусственным путем на его поверхности, с оксидами стекла и керамики, а во втором в контакт вступает чистый металл со стеклом и керамикой. В первом случае реагирующие компоненты имеют ионное строение, характеризующееся, как правило, меньшей диффузионной подвижностью по сравнению с металлами. Поэтому реакция замещения, протекающая между металлом и оксидом стекла и керамики, имеет потенциально более высокие кинетические харак теристики по сравнению с первой. Таким образом, проведенный анализ позволяет оценить ки 2АЦ03 2А1г 0; Си СиС1 АдЫ е V С ч Ад ЬА1 35Юг 4А1'3*12е' Ж 4* ВО2 51 Ог Шг0, 51 Мг0, 51 Ог Ад* *е~^~лд Рис. 2.12. Схема восстановления хлористого серебра медью 6) Рис. 2.13. Схема замещения кремния алюминием в кремнеземе: а — растворение продуктов реакции: ¡3 — I образование новой фазга 55
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 24 25 26 27 28 29 30... 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 |
