Влияние межкристаллитной внутренней адсорбции на параметры контактного плавления бинарных металлических растворов

• Автор: Орквасов, Толя Абуевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 121 с.

Содержание
Введение
1 • Современное состояние теоретических и экспериментальных исследований межкристаллитной внутренней адсорбции в металлических сплавах
1 ■ 1 Теория межкристаллитной внутренней адсорбции
1.2 Экспериментальные исследования сегрегации на границах зерен
1.3 Метод электропроводности при изучении межкристаллитной внутренней адсорбции в металлических растворах
1.4 Влияние межкристаллитной внутренней адсорбции на температуру и скорость контактного плавления
1.5 Влияние различных факторов на скорость и температуру контактного плавления
Выводы из первой главы
2. Экспериментальные методы исследования
2.1 Выбор объектов исследования и их характеристика
2.2 Методика приготовления твердых растворов
2.3 а у аСТ С ДИКО С11рСДСЛСН*1л раЗмОрСБ ЗбрсН иОлНлрлС'Асииинчс^киА твердых растворов
2.4 Методика измерения электропроводности Выводы из второй главы
3. Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение
3.1 Кинетика изменения электросопротивления твердых растворов на основе олова в процессе отжига
3.2 Зависимость удельного сопротивления и размера зерен от концентрации примеси в твердом растворе на основе олова
3.3 Влияние ступенчатых изохронных отжигов на удельное сопротивление и степень дисперсности твердых растворов олово-индий, олово-цинк и олово-свинец
3.4 К анализу межкристаллитной внутренней адсорбции в рамках теории обобщенной проводимости
3.5 Влияние примесей и степени дисперсности на температуру и скорость контактного плавления в твердых растворах на основе олова
3.6 Перемещение твердо-жидких зон под действием электрического тока
Выводы из третьей главы Общие выводы и заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Знание закономерностей контактного плавления (КП) металлических систем необходимо при разработке новых и оптимизации известных технологий, создания неразъемных соединений, систем металлизации керамик и полупроводников, создании новых материалов методами порошковой металлургии, алмазо-металлических композиций и т. д.
Однако до настоящего времени недостаточно изучено влияние примесных атомов на параметры КП: скорость и температуру КП.
Известные данные были получены, как правило, на образцах твердых растворов, в которых не были предварительно изучены их поверхностные свойства в твердом состоянии. В частности, недостаточно учитывался эффект межкристаллитной внутренней адсорбции (МВА) в твердых растворах, участвующих в контактном плавлении.
Модификация межфазных границ в результате обогащения их примесными атомами может повлиять на физико-химические свойства металлических материалов и параметры контактного плавления.
Таким образом, проблема оценки межфазных характеристик и выяснения роли примесных атомов в модификации свойств межфазных границ весьма актуальна.
В настоящей работе эффекты сегрегации на границах зерен (ГЗ), изучаются методами электропроводности. Использование прямых спектроскопических методов для изучения межкристаллитной внутренней адсорбции ограничено сравнительно хрупкими металлами, у которых для исследований можно получать межкристаллитные разломы. В связи с этим и представляет интерес использовать для изучения МВА метод электропроводности, который позволяет изучать поверхностные явления на внутренних границах без разрушения и деформации образцов. В работе [1] были проанализированы

о« Х(3)_Х(2) со <4> хЫ-хЮ
и<2> 1- /"Ч 1 <ч «<3> Х{4)(1-Х(3))
где со(2) и й>(3) - мольные объемы контактной жидкости на границе с твердыми фазами А и В, а>11> и со(4> - мольные объемы твердых фаз на границе с расплавом, Х(1), Х(2), Х(3) и Х(4) - мольная концентрация компонентов В соответственно в кристалле А на границе с жидкостью, в жидкости на границе с кристаллами А и В, в кристалле В на границе с расплавом, О - коэффицент гетеродиффузии в жидкости, I - время контактного плав ления, у - толщина жидкого слоя между кристаллами.
В данной работе показано, что расчетные данные по Ун и ее температурной зависимости удовлетворительно согласуются с экспериментальными (см. рис. 2).
Интересные результаты по влиянию предварительного легирования олова на скорость КП в Вц СИ, РЬ и Ъ\ получены в работах [92]. Примеси (Сс1, Вт, РЬ, Ag, ЬЬ, Ъп, Т1) вводились в количестве 0.1-12 ат.%. Этот интервал концентраций выходит за пределы растворимости элементов в олове в твердом состоянии. Результаты измерений представлены на рис. 3-5. Было установлено, что при введении в олово свинца, кадмия и висмута контактное плавление всех исследуемых систем ускоряется, в то время как примеси сурьмы, серебра, цинка и таллия в некоторых системах уменьшают скорость контактного плавления (см. рис. 3-5).
Измерение скорости КП сплавов таллий-свинец с оловом (рис. 6) показало, что при увеличении содержания свинца в таллии скорость КП замедляется, а при увеличении содержания таллия в свинце в некоторой области концентраций изменения скорости не наблюдается.
В этих случаях КП твердой фазы идет не только по площади контакта, но и в межзеренных областях. В таких системах как олово-кадмий, олово-свинец, олово-висмут при концентрации второго компонента, большой предел