Поверхностные свойства расплавов на основе свинца, цинка, олова и образование микро(нано)фаз при их взаимодействии с медью, алюминием и специальными сталями

• Автор: Камболов, Дзамболат Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
Содержание
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СВИНЦА, ЦИНКА И ОЛОВА

1.1. Поверхностное натяжение свинца с малыми добавками металлов

1.1.1. Поверхностное натяжение сплавов свинец-индий, свинец-олово, свинец-ртуть, свинец-галлий
1.1.2. Влияние малых примесей висмута, серебра, никеля на поверхностное натяжение свинца
1.1.3. Температурная зависимость поверхностного натяжения расплавов свинец-кальций и свинец-лнтий
1.1.4. Политермы плотности и поверхностного натяжения эвтектики системы свинец-висмут

1.2. Поверхностные свойства сплавов на основе цинка

1.3. Поверхностные свойства сплавов на основе олова

1.4. Смачивание расплавами на основе свинца и олова алюминия и реакторных сталей
1.4.1. Влияние фотонного отжига алюминиевых пленок на кремнии на их смачивание расплавами олово-стронций и олово-барий
1.4.2. Политермы углов смачивания алюминия и алюминий-литиевого сплава расплавами на основе олова
1.4.3. Особенности смачивания конструкционных материалов ядерных
реакторов тяжелыми теплоносителями
Выводы по главе
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методика получения сплавов, определения их состава и проведения рентгенофазового анализа образцов
2.2. Методика измерения поверхностного натяжения расплавов и углов смачивания ими металлических поверхностей
2.3. Методика исследования морфологии поверхности тонких пленок на
наноуровне с помощью атомно-силового микроскопа
2.4. Методика исследований с использованием растровой электронной микроскопии
2.5. Методы обработки фотографий профиля лежащей капли при
измерении углов смачивания
Выводы к главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СВИНЦА, ЦИНКА И ОЛОВА
3.1. Политермы плотности, поверхностного натяжения висмутистого свинца и угла смачивания им высоконикелевых и ферритно-мартенситных сталей
3.2. Политермы плотности и поверхностного натяжения расплава цинк-алюминий-молибден-магний
3.3. Смачивание расплавами олово-свинец поверхности алюминия и меди
3.4. Смачивание сербской бронзой поверхности меди, стали, алюминия
3.4.1. Политермы углов смачивания сербской бронзой меди
3.4.2. Смачивание сербской бронзой стали 12X18Н9Т
3.4.3. Смачивание сербской бронзы поверхности алюминия
3.5 Размерная зависимость температуры контактного плавления наночастиц
и нанопленок металлов
Выводы к главе
Основные выводы
Литература

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы диссертации
Изучение поверхностных свойств металлических сплавов важно в связи с необходимостью оптимизации многих практически важных технологий: литья, лужения и пайки, металлизации, разработки
жидкометаллических теплоносителей высокоэнергетических установок, рафинирования металлов, получения новых сплавов и композиционных материалов. К их числу можно отнести сплавы системы свинец-висмут и сплавы на основе цинка, которые производятся на заводе «Электроцинк» (г. Владикавказ). Висмутистый свинец может оказаться востребованным при получении теплоносителей, а сплав на основе цинка: Zn-0.56мac.% А
0.6мас.% Мо-0.25мас.%Мц (сербская бронза) обладает уникальной комбинацией свойств. Такие сплавы могут конкурировать со сталями в условиях высокой механической нагрузки и при умеренных скоростях скольжения, они обладают высокими трибологическими свойствами, относительно недороги и легко обрабатываются при небольших энергетических затратах без загрязнения среды. Сплавы могут найти применение в качестве металла-анода электрических батарей, новых гибридных материалов: пен, биметаллов, композиций металл-матрица, тонких фольг, в качестве антикоррозионных покрытий стальных пластин. Припои свинец-олово (в богатой свинцом области) широко используются при изготовлении изделий электронной техники. Но в связи с необходимостью сокращения содержания свинца в припоях возникает интерес в изучении политерм углов смачивания меди и алюминия расплавами олова с малыми добавками свинца. При определенных температурах наблюдаются пороги смачивания, механизм которых недостаточно выявлен и требует дальнейшего изучения. В частности, при смачивании поверхности меди образуются микро(нано)пирамиды, а при смачивании поверхности алюминия наблюдается дендритообразование в

1.4. Смачивание расплавами на основе свинна и олова алюминия и реакторных сталей
Исследования процессов смачивания расплавами поверхности твердых тел проводились во многих работах [50-58, 71, 123-129].
Смачивание, а, следовательно, и краевой угол смачивания определяется уравнением Юнга:
cos 0 = (а|3 - сг|2)/а23, (1.9)
где au, а и, Озз - межфазные натяжения на границах раздела твердое тело -газ, жидкость - газ и жидкость - твердое тело соответственно.
Однако уравнение Юнга (1.9) справедливо для гладких, однородных и недеформированных поверхностей твердого тела.
Экспериментально краевой угол смачивания твердых тел жидкими металлами измеряется методом лежащей капли.
При малых углах 0< 10°погрешность в измерении 0 увеличивается. В работах [51-55, 128] предприняты способы повышения точности измерения угла 0.
1.4.1. Влияние фотонного отжига алюминиевых пленок на кремнии на их смачивание расплавами олово-стронций и олово-барий
Морфологию поверхности подложки можно изменить с помощью фотонного отжига. В работе [135] изучается влияние фотонного отжига на углы смачивания поверхности алюминиевых пленок на кремнии расплавами на основе олова.
Напыление пленок алюминия на кремний производили на установке УВН-70. Алюминий, а также образец кремния марки КЭФ - 4.5 ориентации (111) диаметром 100 мм (с концентрацией фосфора 10I6cm-j) помещали в высокотемпературную камеру, откаченную до остаточного давления 10'6—10 8 Topp. Затем с помощью нагревателя алюминий распылялся и оседал