Контактное плавление и электроперенос в металлических системах с участием щелочных металлов

• Автор: Еналдиева, Оксана Лазаревна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Общая характеристика работы

1. МЕЖКРИСТАЛЛИТНАЯ ВНУТРЕННЯЯ АДСОРБЦИЯ, КОНТАКТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ И ЭЛЕКТРОПЕРЕНОС В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

1.1. Теория межкристаллитной внутренней адсорбции в металлических сплавах

1.2. Экспериментальные методы исследования межкристаллитной внутренней адсорбции

1.3. Влияние межкристаллитной внутренней адсорбции на температуру и скорость контактного плавления
1.4. Кинетика контактного плавления при наличии постоянного электрического тока и малых примесей

1.5. О критериях направления электропереноса

Выводы к разделу 1

2. ВЫБОР ОБЪЕКТОВ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Выбор объектов исследования и их характеристика

2.2. Методика приготовления образцов для измерения электропроводности
2.3. Методика оценки степени дисперсности поликристаллических твердых растворов
2.4. Методика измерения электропроводности
2.5. Методика проведения контактного плавления при наличии постоянного тока
Выводы к разделу 2

3. ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА И КОНТАКТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ С МЕТАЛЛАМИ
ЗЛ. Межкристаллитная внутренняя адсорбция в твердых растворах
свинец-литий и свинец-серебро
3.2. Межкристаллитная внутренняя адсорбция в твердых металлических растворов индий-натрий, индий-олово, индий-свинец, индий-висмут
3.3. Контактное плавление твердых растворов на основе свинца
с металлами
3.4. Контактное плавление твердых растворов на основе индия с металлами
3.5. О связи между скоростью контактного плавления металлов с твердыми растворами и их остаточным сопротивлением
Выводы к 3 главе
4. ВЛИЯНИЕ МАЛЫХ ДОБАВОК ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ НА КОНТАКТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ ЛЕГКОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ ПРИ НАЛИЧИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕНОСА
4.1. Влияние электропереноса на контактное плавление твердого раствора РЬ - 0.5ат.%1л с висмутом и оловом
4.2. Влияние электропереноса на кинетику контактного плавления твердого раствора 1п + 0.1ат.%!а с висмутом и кадмием
4.3. Влияние малых добавок щелочных металлов и электрического тока на контактное плавление кадмия с оловом и висмутом
Выводы к 4 главе
Выводы по работе
ЛИТЕРАТУРА

Общая характеристика работы
Актуальность темы. Знание закономерностей контактного плавления (КП) твердых растворов с металлами позволяет управлять процессом КП путем подбора примесей и их концентрации, что важно для оптимизации технологий контактно-реактивной пайки, металлизации керамик и полупроводников, создания биметаллов и новых композиционных материалов методом жидкофазного спекания. Во многих работах по КП металлов с твердыми растворами не были предварительно изучены поверхностные свойства твердых растворов, и поэтому при анализе результатов недостаточно учитывался эффект межкристал-литной внутренней адсорбции в особенности при оценках скорости КП.
Несмотря на большой объем исследований по контактному плавлению и электропереносу в литературе отсутствуют данные по контактному плавлению и электропереносу в твердых растворах с участием щелочных металлов. Между тем присутствие ионов щелочных металлов в жидких расплавах приводит к значительному изменению эффективных зарядов г] компонентов и в зависимости от концентрации расплава может привести к инверсии знака 2*. Поэтому исследования КП металлов с добавками щелочных металлов необходимы с одной стороны для развития теории КП, а с другой стороны малыми добавками примесных атомов и пропусканием электрического тока можно управлять кинетикой КП и структурообразованием контактных прослоек, что имеет большое практическое значение.
Цель работы. Комплексно изучить КП и электроперенос в металлических системах содержащих малые добавки щелочных металлов.
Для достижения указанной цели ставились и решались следующие задачи:
1. По данным электропроводности и степени дисперсности образцов твердых растворов на основе свинца и индия в рамках представлений о меж-кристаллитной внутренней адсорбции оценить энергию взаимодействия примесных атомов с границами зерен.
2. В нестационарно-диффузионном режиме оценить скорость КП твердых растворов на основе свинца и индия с легкоплавкими металлами. Уста-

нентов Д.
Как известно, при взаимной диффузии в металлах происходит перенос не только массы, но и заряда. Поэтому массоперенос в бинарной системе может привести к перераспределению заряда гл(В) [157]. Здесь следует обратить внимание на особенности перераспределения в электронных подсистемах компонентов с различными атомными объемами при ВД в расплавах [158-160].
Так, в первой группе систем при взаимной диффузии компонента с большим атомным объемом Д в компонент с меньшим атомным объемом Д„ разность эффективных зарядов
Агбчм=^-^,<0.
Например, для систем СМ-Вс В1-РЬ и 2п-8п [143,147] имеем:
- система СсШ (0Сн=14, 0В; = 21 см3/г-ат [122,131]; 1,36, г®= -13):
ь^чсл= -13-1,36 = -14,36<0.
Система В1-РЬ (ЙВ1= 21, Дь = 19,3 см3/г-ат [122,131]; г«>= 0,95):
Агм = -1,5-(+0,95) = -2,45<0.
Система Бп-гп (СЦп = 16,9, 02п =9,9 см3/г-ат [262,334]; -3,3,
0,9):
Аг 5п->гп = -3,3-(+0,9) = -4,2<0.
Одной из возможных причин подобной закономерности может явиться деформация электронного облака при диффузии компонента с большим атомным объемом в компоненте с малым атомным объемом, которое может привести к перераспределению зарядов. Вследствие этого появляется дополнительный вклад в электронный ветер, что способствует движению компонента расплава с большим Д к аноду.
Кроме того, диффузия компонента с большим атомным объемом Д между атомами с маленьким атомным объемом Д может привести к возникновению «напряженного состояния» в той части диффузионной зоны, куда продиффундировали крупные атомы (ионы), что может стать причиной «вос-