Межфазный массоперенос на границе металлов и тугоплавких соединений с металлическими расплавами и его роль в формировании структуры композиционных материалов и покрытий

• Автор: Прибытков, Геннадий Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 388 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.
1. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ МЕТАЛЛОВ И ТУГОПЛАВКИХ СОЕДИНЕНИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ РАСПЛАВАМИ.

1.1. Кинетика и механизм растворения металлов и ингерме

талличсских соединений в металлических расплавах.

1.1.1. Кинетика растворения никеля в жидком олове.

1.1.2. Кинетика растворения никеля в жидком алюминии

и растворах алюминий никель

1.1.3. Кинетика растворения ниобия в жидком олове.

1.1.4. Кинетика и механизм растворения станнидов и алюми

нидов никеля в жидком олове и алюминии.

1.1.5. Заключение по разделу 1.

1.2. Формирование слоев промежуточных соединений на
границе твердый металл металлический расплав.
1.2.1. Интерметаллидные слои, возникающие при взаимодействии никеля с жидким оловом.
1.2.2. Интерметаллидные слои, возникающие при взаимодействии ниобия с жидкими растворами на основе олова и алюминия.
1.2.3. Заключение по разделу 1.
1.3. Тепловые эффекты при взаимодействии твердого металла
с металлическим расплавом
1.3.1. Источники тепловыделения при взаимодействии твердой и жидкой фаз в системах с интерметаллическими соединениями на диаграммах состояния
1.3.2. Расчет температурного поля.
1.3.2. Термографическое исследование растворения никеля
в жидком алюминии
1.3.4. Заключение по разделу 1.
2. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИ ЖИДКОФАЗНОМ СПЕКАНИИ И СВОЙСТВА СПЕЧЕННЫХ КОМПОЗИТОВ КАРБИД ТИТАНА СВЯЗКА НА ОСНОВЕ НИХРОМА
2.1. Основные закономерности формирования структуры при жидкофазном спекании композитов тугоплавкий
карбид металлическая матрица.
2.2. Формирование структуры при спекании и прочность композитов карбид титана связка никельхром
титаналюминий.
2.3. Механическая активация спекания композитов карбид металлическая матрица.
2.3.1. Влияние вибропомола карбида титана на структуру и прочность спеченных композитов карбид титана
связка никельхромтитаиалюминий
2.З.2Влияние интенсивной виброобработки на тонкую структуру
порошков и их реакционную способность при спекании
2.4. Заключение по разделу
3. ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ РИ НАПЛАВКЕ И КОНТАКТНО РЕАКТИВНОЙ ПАЙКЕ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МОНОКАРБИДОВ ТИТАНА И ВОЛЬФРАМА
3.1. Композиционные покрытия, нанесенные электроннолучевой наплавкой.
3.1.1. ЭЛНпокрытия ПС сплавы на основе никеля и железа
3.1.2. ЭЛНпокрытия УС сплавы на основе никеля и железа
3.2. Композиционные покрытия, нанесенные дуговой наплавкой.
3.3. Паяные композиции твердый сплав сталь
3.4. Особенности формирования структуры при электроннолучевой наплавке и спекании композиций на основе высокохромистого чугуна.
3.5. Градиентные структуры, формирующиеся в стальной
подложке при электроннолучевой наплавке и
электроннолучевой обработке.
3.6. Заключение по разделу 3.
4. АБРАЗИВНЫЙ ИЗНОС И РАЗРУШЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ.
4.1. Закономерности абразивного износа спеченных и наплавленных композитов карбид титана связка
на основе никеля и железа
4.2. Термостойкость и разрушение спеченных композитов
карбид титана сплавы на основе никеля
4.3. Деформация и разрушение двухслойных композиций
сталь ЭЛН покрытие при одноосном растяжении
4.4. Заключение по разделу 4.
5. ПРОЦЕССЫ МЕЖФАЗНОГО ПЕРЕНОСА НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В СИСТЕМАХ ТВЕРДЫЙ МЕТАЛЛ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ РАСПЛАВ И
ТВЕРДЫЙ МЕТАЛЛ ГАЗ.
5.1. Защитнорафинируюшие металлические расплавы
для термообработки ниобия и его сплавов
5.2. Роль газовой среды в СВС технологии получения
композиционных порошков для наплавки.
5.3. Заключение по разделу 5.
6. РОЛЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ И КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАСТВОРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ФАЗ В РАСПЛАВАХ В ФОРМИРОВАНИИ СТРУКТУРЫ КОМПОЗИТОВ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, погрешность, вносимая нестационарностыо в определяемые константы скорости растворения, невелика даже при временах растворения около одной минуты. Что касается результатов экспериментов Натанзона Я. В.7 и Дыбкова В. И. , то аномальная концентрация растворяющегося металла в пробах, взятых в первые минуты после начала растворения, объясняется, повидимому, тем, что концентрация не успевает выровняться по всему объему жидкости. Действительно, допустим, что к моменту времени о с поверхности растворилось т0 граммов вещества. Для того, чтобы концентрация в пробе была равна СотУ, требуется мгновенное размешивание жидкости для переноса растворившегося материала от межфазной границы и равномерного распределения его в объеме. Так как размешивание не мгновенное, то объемная концентрация Со установится только через некоторый промежуток времени Ли Очевидно, ЧТО Л1 тем больше, чем меньше скорость вращения и радиус диска и больше объем жидкости. При малых временах растворения, когда сравнимо с Лг, вычисленные константы скорости растворения окажутся сильно заниженными по сравнению с истинным значением, что, возможно, и наблюдалось в экспериментах Натанзона Я. В. и Дыбкова В. Источником погрешности в определении константы скорости растворения по потере веса образца могут быть интерметаллидные слои, иногда образующиеся на поверхности образца. ЛтдЗрСв реакционная диффузия, 1. Св весовая доля металла растворителя в фазе. Приняв Ах 0. Вернемся к обсуждению модифицированных форм уравнения Левина, позволяющих из полученных в эксперименте значений К вычислять коэффициенты диффузии в тех случаях, когда некоторые из перечисленных выше допущений, лежащих в основе рассмотрения Левина, не выполняются. Предположения б и в означают отсутствие так называемого стефановского потока. Стефановский поток это массовый поток в жидкости или газе, обусловленный разностью давлений. Растворение относится к числу таких фазовых превращений. Франк Каменецкий 2 показал, что стефановский поток тем больше, чем больше концентрация вещества, лимитирующего процесс. Следовательно, если См велико, то вычисление коэффициентов диффузии из 3. Известны попытки учесть массовый поток и получить выражение для диффузионного потока в чистом виде. Введение множителя приводит к тому, что величина коэффициента диффузии зависит от способа выражения концентрации весовые или мольные доли. Борисов С. С. и Паскаль Ю. И. показали 5, что противоречие устраняется, если весовую или мольную долю заменить объемной долей растворителя в насыщенном растворе у. У и Уо соответственно, парциальный мольный объем растворителя в насышенном растворе и мольный объем насыщенного раствора. Для определения Ув необходимо построить кривую концентрационной зависимости мольного объема У0, причем с достаточной точностью, так как Уд находится ее графическим дифференцированием 6. Возникновение стефановского потока не единственное существенное в методическом отношении следствие объемного эффекта при растворении. Непостоянство объема раствора приводит к тому, что, уравнение Щукарева Нернста 1. Уравнение 1. У0 не меняются в процессе растворения. Это условие никогда точно не выполняется. При образовании жидкого раствора его объем увеличивается по мере поступления растворяющегося компонента. Если значение С достаточно велико, то можно ожидать отклонений от кинетического уравнения 1. Вообще говоря, объем раствора может меняться произвольным образом при увеличении в нем массы растворенного вещества. УУнУоММ 1. Ун. Мн объем насыщенного раствора и масса растворенного в нем вещества. Допустим 5соп . По аналогии с тем, что было записано при выводе 1. Подставляя 1. М 1. В результате интефирования 1. М.М 1ехрсхрха 1. Из 1. И км М1н УаМУиМн
Уравнение 1. Щукарева Нернста при условии неизменности объема, т. У0. В этом легко убедиться, если перейти от 1. Умножая обе части уравнения 1. М Ал1 ехрЛЗК0 1. Из 1. ПМн1МмМ. Выведенные нами равнения 1. Щукарева Нернста. Как было указано автору Дыбковым В. И. частное сообщение, точные решения легко могут быть получены для СО при тех же допущениях относительно 5 и V и том же начальном условии.