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... 26 27 28 29 30 31 32... 174 175 176
|
|
|
|
быть одинаковой в разнообразных системах идентичного состава, отличающихся структурой реакционной зоны, в которой первоначально возникает, а в дальнейшем накапливается продукт реакции. Характерным примером взаимодействия металлов с неметаллами может служить реакция замещения кремнезема алюминием. Так, при соединении кварцевого стекла через алюминиевую прокладку происходит замещение кремния в кремнеземе. В алюминиевой прокладке происходит постепенное накопление продуктов взаимодействия, и когда их концентрация достигает предела растворимости, происходит распад пересыщенного твердого раствора, сопровождающийся выделением новых фаз, кремния и оксида алюминия. Для малых толщин промежуточных прокладок при одинаковых режимах сварки предельная концентрация достигается значительно раньше, чем для более толстых прокладок. С технологической точки зрения доводить процесс сварки до образования пересыщенного твердого раствора недопустимо, поскольку происходит разупрочнение соединения вследствие того, что выделившиеся в зоне соединения кремний и оксид алюминия обладают низкой пластичностью и несогласованными коэффициентами линейного расширения, что ведет к возникновению в зоне сварки больших остаточных напряжений, которые резко снижают прочностные свойства соединений. Поэтому изучение кинетики протекания реакции замещения позволяет определить оптимальную степень ее развития, соответствующую максимальной прочности сварки, и зафиксировать ее на этой стадии. Метод математического исследования, использованный для решения уравнений химической кинетики разложения твердых веществ, может успешно применяться и для описания процессов взаимодействия металлов с оксидами керамических материалов при диффузионной сварке: а = 1 — ехр (—К'*"),(2.15) где а — степень превращения вещества; К' — константа скорости реакции, зависящая от природы вещества, наличия очагов реакции при т = 0, формы зародышей и числа промежуточных стадий в процессе образования активных центров. Значение п может быть больше или меньше единицы в зависимости от характера процесса. Для реакции, протекающей в начальной стадии сварки, п 1; для реакций, скорость которой лимитируется процессами диффузии через твердый продукт, п 1. При п — 1 протекает реакция первого порядка. Так, для реакции присоединения при образовании нерастворимого продукта значение п изменяется во всем диапазоне от п 1 до п 1, а для реакции замещения при наличии растворения продуктов взаимодействия п изменяется в тех же пределах, однако при распаде пересыщенного твердого раствора п 0. 58 lnl-ln(l-öt/dmax '/ Int 1,0--— 0,5 о 0,5 1.0 1,5 -2,0 Рис. 2.16. Кинетика изменения прочности сварного соединения корундовой керамики с коваром при различной температуре, К: 1 ~ 1373; 2 — 1273; 3 — 1223 ',0 0,5 0 -0,5 -1,0 -1.5 -г,о Рис. 2.17. Кинетика изменения прочности соединений кварцевых стекол, полученных через алюминиевую фольгу толщиной 50 мкм, в зависимости от обработки стекла: 1 — полирование в травление; 2 — полирование; 3 — шлифование 1 ! ^/ 4 k Int N. J t 1 \ Уравнение (2.15) часто используют для исследования кинетики образования соединения материалов в твердом состоянии. Исходя из положения, что прочное соединение образуется путем зарождения и последующего роста очагов взаимодействия с образованием впоследствии единого фронта реакции, получено кинетическое уравнение прочности: = 1 ехр (К'хп), (2.16) возможная прочность; К — константа роста прочности, которая зависит от скорости образования физического контакта, скорости зарождения активных центров и скорости изотропного роста очагов взаимодействия. После двойного логарифмирования получаем уравнение вида 1пГ —Infi --2*-)1 = л1п/С + л1п*+л1пе, (2.17) L\°шах / J которое удобно для анализа экспериментальных данных. Кинетические кривые прочности в координатах In — ln( 1--— ) — In t L \ omax / _ должны представлять собой прямые с тангенсом угла наклона, равным п. На рис. 2.16 представлена кинетика роста прочности соединений ковара с корундовой керамикой, полученных диффузионной сваркой в вакууме при различных температурах сварки. В логарифмических координатах кривые удовлетворительно линеаризируются, что свидетельствует, по-видимому, о развитии одного механизма топохимической реакции, а именно о протекании реакции присоединения с образованием труднорастворимого продукта взаимодействия, который при образовании единого 59
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 26 27 28 29 30 31 32... 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 |
