Влияние электромагнитных полей на фазовый состав и структуру жидко-твердых сплавов с различной проводимостью твердых включений

• Автор: Афашоков, Владимир Зейтунович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 135 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЖИДКО-ТВЕРДОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

СПЛАВОВ

1.1.0 жидко-твердом состоянии сплавов

1.2. Электроперенос в металлах и сплавах

1.3. Обзор исследований влияния постоянного электрического тока на

включения вторых фаз в двухфазных сплавах

Выводы из главы I

ГЛАВА П. ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ФАЗООБРАЗОВАНИЕ В СПЛАВАХ, НАХОДЯЩИХСЯ В ЖИДКОТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ
2.1. Методика изучения влияния постоянного электрического тока на фазообразование в жидко-твердых сплавах
2.2. Фазообразование в жидко-твердых сплавах системы Bi-Cd под действием постоянного электрического тока
2.3. Электроперенос и фазообразование в жидко-твердых сплавах Bi-Tn, Bi-Pb, Bi-Sn, Pb-Sn
2.4. Влияние постоянного электрического тока на микроструктуру сплавов
бинарных систем In-Ge и In-Ni
Выводы из главы II
ГЛАВА III. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И МИКРОТВЕРДОСТЬ ИЗУЧАЕМЫХ СПЛАВОВ
3.1. Методика исследования фазового состава поверхности образцов
3.2. Исследование микротвердости сплавов систем Bi-In, Bi-Cd
3.3. Результаты исследования сплавов методом электронно-зондового
микроанализа
3.4. Результаты исследования поверхности сплавов методом рентгеновской
дифрактометрии
Выводы из главы ПТ
ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. В последние десятилетия интерес к исследованию и практическому применению сплавов, находящихся в двухфазном состоянии, растет из года в год. Литье и штамповка легких сплавов в жидко-твердом и твердожидком состояниях стали определяющими технологиями в развитии заготовительных производств в мировом автомобилестроении [1].
Жидко-твердое состояние сплава используется при рафинировании металлических сплавов из их отходов, для изготовления порошков [2], а также припоев используемых при пайке многоточечных неразъемных соединений в микроэлектронике и радиотехнике [3]. В технологии неразъемного соединения деталей широкое применение нашла контактнореактивная пайка [4-6], в процессе которой некоторые авторы используют именно жидко-твердое состояние сплава [7].
Научная и практическая значимость жидко-твердых (тиксотропных) сплавов вызывает неослабевающий интерес к изучению механизмов процессов, происходящих в них, а также исследованию влияния внешних воздействий на их параметры.
В последние годы ряд исследований был посвящен изучению влияния электрического тока на фазообразование жидко-твердых сплавах [8-15]. Установленные в этих исследованиях закономерности позволили расширить и углубить представления о механизме и кинетике процесса контактного плавления.
Эффективными способами воздействия на металлические расплавы являются пропускание постоянного электрического тока, создающего собственное магнитное поле, и приложение внешнего магнитного поля. В металлургии широко применяются электромагнито-термические методы, основанные на использовании скрещенных электрического и магнитного полей (так называемые МГД-технологии) для транспортировки и обработки расплавов при литье, для очистки жидкого металла от неметаллических включений, при кристаллизации слитка и т.д. [16-19].

Интегрирование (1.45) дает
С = С0-(С0- С„)-ехр(-а5У?), (1.46)
где Си =С при г=0.
Экспериментальное определение С=С(г) позволяет найти а. При расчете [22] было принято, что во всех точках поверхности твердой фазы константа а одинакова ("метод равнодоступной поверхности").
Пропускание постоянного электрического тока через расплав вызывает поток электропереноса /эп, вклад которого в процесс растворения в [26] был оценен следующим образом.
Поток электропереноса /-го компонента равен
еЕ7* ■-
(1.47)

где Д - коэффициент диффузии компонента /, С, - концентрация /-го компонента, е - заряд электрона, Е - напряженность электрического поля,
2* - эффективный заряд /-го компонента, к - постоянная Больцмана, Т -абсолютная температура.
Скорость растворения чистого вещества в расплаве под действием тока согласно [26] определяется из уравнения
о = 6—ДС,а, = ДСр,-, (1.48)
кт I . < кт 1 1 г К
где р - удельное сопротивление расплава;у - плотность тока; О, - атомный объем твердой фазы.
Оценка скорости растворения по формуле (] .48) при / = 100 А/см2, /т=3'10'5 Ом-см,£>~10'5 см2/с, С0~ 510‘6моль/см3, 7-1 ООО К, 2* = 10,
Д =10 см3/моль дает [22]:
оиЗ'Ю'11 см/си110'3 см/год.
Как видно из проведенной в [22] оценки, влияние электропереноса на скорость растворения металла очень незначительно. В то же время наши экспериментальные результаты для жидко-твердых сплавов и имеющиеся в