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... 28 29 30 31 32 33 34... 174 175 176
|
|
|
|
Появление жидкой фазы возможно также при контактных процессах, между металлами и неметаллами. Так, при взаимодействии магния с сапфиром (А1гО, + ЗМ| ЗМ£0 -Ь 2А!) возможно обогащение переходной зоны алюминием с образованием легкоплавкой ?-фазы Mg4Als. Поэтому процесс, первоначально начавшийся между материалами, находящимися в твердом состоянии, переходит в реакцию с участием жидкой фазы. Появление жидкой фазы ускоряет мэссообменные процессы, поэтому кинетические характеристики реакций резко возрастают. 8. Твердофазное взаимодействие с участием газообразных фаз при диффузионной сварке также достаточно частое явление. Например, использование карбонильных соединений никеля, железа, кобальта и других металлов с целью получения в зоне сварки высокоактивных порошков путем термического разложения кар-бонилов по реакциям Мев (СО)т -• лМе + тСО \ .(2.18) Находят применение на практике также процессы разложения гидридов металлов, например титана и циркония, которые термически малоустойчивы и в результате разложения в зоне сварки мы можем получить высокоактивные металлические порошки с высокой степенью активности (например, ТШ., Тт т 2Н21). В ряде случаев необходимо учитывать газы, выделяющиеся в процессе разложения твердых веществ. В частности, СО может служить источником науглероживания контактной зоны, а водород активно растворяемся большинством металлов, что может понижать пластические свойства материалов (водородное охрупчи-вание). 9.Саморазогрев. Твердофазное взаимодействие при диффузионной сварке химически активных металлов (А1, Мб, Ве и др.) с неметаллическими материалами (оксидами, нитридами, карбидами) может идти с значительным термическим экзоэффектом. Без учета этого явления процесс взаимодействия может выйти из-под контроля и за счет самораспространяющегося высокотемпературного синтеза приведет к лавинообразному ускорению химических процессов, что, как правило, сопряжено с выделением новых фаз, ростом напряжений в контактной зоне и, как следствие, снижению прочности сварного соединения. 10. Необходимо также учитывать ряд дополнительных факторов, влияющих на кинетику: размер зерен, состояние контактных поверхностей, степень дефектности, предварительную обработку, окружающую атмосферу и др, Термодинамика твердофазного взаимодействия. Термодинамика наука о наиболее общих свойствах термодинамического, равновесия и о процессах перехода между этими системами. Система, рассматриваемая в условиях диффузионной сварки, талька от "ермодияамического равновесия и в результате проте-V, .-и* ,-ярчч она *,г' .-г-мочится полностью равновесной. Рас смотрение и описание подобных систем осуществляются с помощью термодинамики неравновесных процессов, ее также называют термодинамикой необратимых процессов. Классическая термодинамика дает полное количественное описание равновесных (обратимых) процессов. Для неравновесных процессов она устанавливает лишь неравенства, которые указывают возможное направление этих процессов. Основная задача термодинамики неравновесных процессов — количественное изучение неравновесных процессов, в частности определение скорости неравновесных процессов в зависимости от внешних условий. Такими внешними условиями при диффузионной сварке являются давление (Р), температура (Т), объем (V). С помощью термодинамических потенциалов можно охарактеризовать состояние термодинамической системы (Я — энтальпия, U — внутренняя энергия и ее изменение, S — энтропия, F — свободная энергия, G— энергия Гиббса). Термодинамические потенциалы связаны друг с другом соотношениями: И — U -4PV (для переменных Р и V');) F = U — TS (для переменных Т и V); 1(2.19) G = Н — TS (для переменных Т и Р). J Метод термодинамических потенциалов, созданный американским физиком Дж. У. Гиббсом в 1874—78 гг. , основан на совместном изменении 1-го и 2-го начал термодинамики и позволяет получить ряд важнейших термодинамических соотношений между различными физическими параметрами системы. Термодинамический анализ при изучении процессов взаимодействия в условиях диффузионной сварки является важным инструментом при определении условий протекания той или иной топохимической реакции. Взаимодействие металлов с керамикой, стеклом или ситаллом возможно по реакции замещения или присоединения. Уравнение реакции может быть записано в общем виде: аА + ЬВ -.rR + sS.(2.20) Изменение энергии Гиббса можно определить из соотношения AGT = [г(AGH) + 5(AGS)] la{bGA) + b(AGB)\. (2.21) Для свободных элементов таблицы Д. И. Менделеева изменение .AG принято за точку отсчета и приравнивается к нулю: 4А1 + 3SiOa -v 2А1203 + 3Si.(2.22) При Т = 1000 К AG1000K = 2 (AGAls0e) 3 (AGSi0,). = = —639,3 кДж/моль. Значение энергии Гиббса устойчивых оксидов при определенных температурах — это табличные величины, которые внесены во многие справочники. Отрицательное значение энергии Гиббса свидетельствует о возможности протекания этой реакции слева направо при данных условиях, т. е. при данной температуре.
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 28 29 30 31 32 33 34... 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 |
