Поверхностное натяжение жидких разбавленных сплавов на основе олова, индия и смачивание меди и спецсталей олово-серебряной и свинец-висмутовой эвтектиками

• Автор: Кашежев, Аслан Зарифович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 146 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Состояние исследований поверхностного натяжения бинарных металлических расплавов и углов смачивания ими металлических поверхностей
1.1. Рекомендуемые значения поверхностного натяжения чистых металлов
1.2. Термодинамика поверхностных явлений бинарных металлических систем
1.3. Оценки поверхностных свойств бинарных металлических сплавов
в рамках метода функционала электронной плотности
1.4. Политермы и изотермы поверхностного натяжения расплавов на основе олова, индия и свинца
1.5. Смачивание металлическими расплавами твердых поверхностей 51 Выводы к первой главе
Глава 2. Методика проведения экспериментов
2.1. Методика приготовления образцов и их некоторые физикохимические характеристики
2.2. Метод лежащей капли для измерения поверхностного натяжения жидких фаз и углов смачивания ими металлических поверхностей
2.3. Экспериментальная установка
2.4. Программный комплекс для определения теплофизических
свойств жидкостей
Выводы ко второй главе
Глава 3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований поверхностного натяжения бинарных
металлических расплавов
3.1. Поверхностные свойства сплавов с участием щелочных металлов
3.2. Влияние малых добавок серебра на политермы поверхностного натяжения олова
3.3. Поверхностное натяжение и плотность расплавов олова с малыми добавками бария
3.4. Политермы поверхностного натяжения и плотности в системе
олово - стронций
3.5. Влияние малых добавок титана на плотность и поверхностное натяжение жидкого индия
Выводы к третьей главе
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований угла смачивания жидкими фазами металлических поверхностей
4.1. Температурные зависимости углов смачивания меди расплавами олово-серебро
4.2. Смачивание расплавом свинец - висмут эвтектического состава реакторных сталей
4.3. Политермы смачивания жидким оловом, индием и свинцом
графита
Выводы к четвертой главе
Выводы но работе
Литература
Приложение. Список использованных сокращений

Введение
Актуальность темы
Знание надежных данных по поверхностному натяжению металлов и их сплавов необходимо для построения теории поверхностных явлений жидкометаллических систем. Особый практический интерес вызывают исследования влияния малых высокоактивных и адгезионно-активных добавок на поверхностные свойства металлов в связи с разработкой новых бессвинцовых припоев, систем металлизации керамик и полупроводников, жидкометаллических теплоносителей для энергетических установок и т.д. Несмотря на большой объем исследований поверхностных свойств металлических систем, влияние щелочноземельных добавок на поверхностное натяжение олова пока1 не изучено. Недостаточно исследованы политермы поверхностного натяжения околоэвтектических сплавов. системы олово — серебро, которая является основой для получения многих бессвинцовых припоев для электроники.
В литературе обнаружено наличие порога смачивания расплавами индий — титан (с концентрацией титана менее 0,5 ат.%) фторида кальция, однако механизм явления до конца не выяснен. Данных по поверхностному натяжению сплавов индий - титан в литературе нет.
Расплавы на основе свинца, в частности, свинец - висмутовая эвтектика, находят применение в атомных реакторах на быстрых нейтронах в качестве жидкометаллических теплоносителей. В последнее время разработаны новые реакторные высоконикелевые и ферритно-мартёнситные стали, поэтому представляет интерес изучение температурной зависимости углов смачивания свинец-висмутовой эвтектикой таких реакторных сталей.
В исследованиях по изучению поверхностных свойств зачастую используются стеклянные приборы, которые не позволяют проводить эксперименты в области высоких температур, в процессе обмера капель используются устаревшие методики, что вносит дополнительные ошибки при

Политермы а(Т) и изотермы о(х) ПН расплавов индий - щелочной металл имеют сложный характер (рис. 1.6), что связано с наличием большого количества интерметаллических соединений в этих системах: восемь - в системе In-Li, два - в системе In-К и т.д. Предельная растворимость лития в индии при эвтектической температуре составляет не более 6 ат.%. Изученные в работе [86] расплавы In-Li находятся в пределах этой концентрационной области. Следует иметь в виду, что в тех случаях, когда в твердом состоянии между компонентами существует сильное химическое взаимодействие, сопровождающееся образованием устойчивых соединений, оно в значительной мере проявляется и в жидком состоянии [91].
Рис. 1.6. Изотермы ПН бинарных сплавов при 400 °С. 1: индий - литий, 2: индий - натрий, 3: индий - калий, 4: индий - рубидий, 5: индий - цезий
В. Шимода и др. [92] изучили температурную зависимость ПН чистого олова и трех сплавов, которые могут заменить свинецсодержащие припои: индий - медь, индий - серебро и олово - серебро (рис. 1.7, 1.8). Для чистых компонентов на оригинальной установке в защитной среде смеси аргона и водорода в работе [92] получены следующие температурные зависимости
600 с , мН / м

>1 I
111 1 2 3 4 ят.Чо