Влияние электропереноса на контактное плавление металлов и структурообразование в жидко-твердых системах

• Автор: Байсултанов, Михаил Магомедович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ НА ПРОЦЕСС КОНТАКТНОГО ПЛАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В РАСПЛАВАХ
§1. Электроперенос в металлических расплавах
§2. Методы изучения электропереноса в расплавах
§3. Влияние магнитного поля и постоянного электрического тока
на контактное плавление металлов и фазообразование в сплавах
Выводы из главы I и постановка задачи исследования
ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В СПЛАВАХ, НАХОДЯЩИХСЯ В ЖИДКО-ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ
§1. Методика эксперимента
§2. Влияние электропереноса на структурообразование
в сплавах, находящихся в жидко-твердом состоянии
§3. Определение эффективных зарядов ионов в бинарных расплавах
методами контактного плавления и электропереноса
Выводы из главы II
ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОПЕРЕНОСА НА КОНТАКТНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В ТРОЙНЫХ СИСТЕМАХ
§1. Методика эксперимента
§2. Структура и фазовый состав контактных прослоек, полученных
при наличии электропереноса, в тройных системах
§3. Влияние электропереноса на кинетику контактного плавления
тройных систем
§4. Влияние постоянного электрического тока и малых примесей третьего компонента на параметры контактного плавления
бинарных систем
Выводы из главы III
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Контактным плавлением (КП) называется фазовый переход 1-го рода, азовании и росте жидкой фазы в контакте твердых раз-
иАПА ПИТТУ РАТТТРРТР. [ 1 I НирОДЫШЛ ХУЧуиДЧ/Ч/ Л АЗ [1 ].
СГI? ТТР имр У’ГГ ТЯНГААТ Л Г А'Р'Т'ГЛ О Л X ПГО ГГ ТТО V ТГ Г* ТТ ТТ а О О V ГТГЧ ГТТ/ГГТЛПТЗГЧ ПНЫТау 13 Г 1Г-
.У Хилч/Ппу 1Ч1А Х»ХЧУ% X Ч/ П 1ГХЧ/ X ьии1иЛ XX 4/1 ХУ XIX ХУ СД. у Ч . ыил У ХХрЛХе>Д11ХХ1Чи/Х, XI V/ XV
сидных, солевых и органических системах. Необходимым условием протекания КП является наличие минимума на кривой ликвидуса диаграммы состоя-
Г2ГТТСГ ХГГ НТО РТПГГП X Г£ь Ъ /Г гл V Т>ДкГГГХЭ,/-»Т|э Т С1ТГГЛЛЛ /Л АтЛ П '3 /~Ч л д СЮ ТТАиТТА ЪГТ1 ТТП ГТАХ/ТПА Агл ттт. тттгчллл г
I 111/1 XVXXX 1 X СИХ X пр у 411VI Ш/Х Х1Ч'ХХ1,Ч' 1 XI . X и1ЧХ1ХУХ ХС1|ЗиОХНУХ УХХ>ЛХ I XIV XVII хх/хх V у хцч/ ч/ххлх»хихш у
числу веществ, имеющих диаграммы состояния эвтектического и гтеритекти-
ГТААТГПГ'П 'ТТЛГГГи Я 'ГЯЪтЪ-& С VT/ГГUAr‘*T/Г/f ДЯЯ ТЛЛДГЛ ТТАГТГ'Г'ТЗ ириг стЛТГТГМТАТаГПГГЧТЗ Г/Г ТИТТЯ
ХЧ/Ч/АЧЧУХ ЧУ ХХХХХХ/Х/, и X ЧХЧУХЧЧУ V /ххнихх ХЧ-Ч/ХЧХХХЧХ АХчХиХХтЧ/Дч'ЛЧ' X Х»х1ч/1*1 АА-ЧУ1ИХЛХ1 I 1VI 1 1 V х/ хх хххххСх
II ТТОЛииАТГ /''ТТТ'ОТТ Х/Г11 г* ххгттхлпшл'ллг дххигшигх чу г хх схту1У1 V тшхпш у шинх.
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В н ауке и практике явление КП используется для определения диффузионных характеристик веществ [2-4],; построения С-Т (концентрация-температура) диаграмм состояния [5]; получения мно-
г/ххлглмттглгга* ст'гюгтт V гтргч/*/лтт гтат?ь-т;глг гпгтатзгчгз [ А1 иоигА»г'АигТ/Гсг ?отт гтл'т'тггх.г V гт/лт/'глгл'тлтгт но
X ЧУ Х.ЧУ1*Х А1ЧУ I 14/11 X ХХХУХ/Ч ЛУ1 х4/ххлиихххх/х ч/хыхиих/х» 1 V , 1ХШ1ЧЧ1ЛХ1/1 оихцхх X 1 11X1 -А ХХЧУХЧ|_/1У1 X хххх ххи Л Г АТО ТТТТТТТТАГ'Т/'ТТО ГТГМЗ АГ'ЧЛУи/'ЛГ'ТТГТ Г 7 £1 Т7 ТРУ и Г ТТГЛТТТТТ ХТА»ТТО 'ЗТ. д.ТТТ/ЛГ'ГЧ Г'ГТГЗ ТТТЛ ХТ/Г»ХТТЯ а ГГАХ_
:и Ч/ I иу 1ЛП I 4/ ЧУ1V Г1 ЧУ ХХЧ/ХДурЛХХЧ/Ч’ХГХ | I ,ЧУ | . ХУ I ЧУ/41X ЧУ У 1 ЧУХ ПИ 1ХЧ'(Уи.ОХ1ЧШАХ'У1 ЧУ 4/ЧУ ЧУ/ДХХХХЧУ 1 1 Г 1У1 ДЧ
Т'ОТТ/Э.ТТ ТТТТГПЛХЛЛА птГХХАНАиТГА ХХОТТТГТО ТУЛИТОЬ'ТиЛ-ПАСИГГТГнгТО а ттотттла ГО I 11 Г? ЛАГГЛ-ИЛЛЧУАГХ Х_ШГХ£УЧУХЧЧ/ ЧУ ХХ|ДХХУХЧНХЧХХГХЧ' ххсххххухса хччухх X СХ XV X Х1ЧУ |_/ VIС4. XV XXX ХУХ ХСХУХ ххигхххи I -У — X X J , ХУ ЧУ 4/1X4/ '
хзр* К* ГГГГУП ™ гтД'М/'тх'Г' ггпигпгахг'т’глггл ттттсюТТРНТТ** СГтз тт£*итт/=* ТГТТ тзг'гтгчпт,Я/а»гт'Г‘сг ттглтт поз,
ХУЧУ ХЧЧУ X 4/р/Ч/ХХ УХЧУУХЧХХ X ХЧЧУХХ X XXXV XXX ЧУ ЧУ ХХУХХХХУУХЧУХХХХЧУ. УХ ХУ ух ЧУ 11ХХ4/ ХХХХ ХХЧУХХЧ/УХХУ У у ЧуХЧ/УХ ахухх рао
ттРГТР* гг я О о ’ лЛ’А'т'/мт иоороииыи ху/л ито хутгтлгх _ п д» а ту-ортт рипи пр*р|/лтт Г1Э1 ттхд ррт'
/-Х,уу ххччу 1*х чу 1 хху ху х чуху . хтхчу х чу/д, XX хх-у ху си 111 хх х х хч чух х х хххч х и чу (учипхххЬПСх! [учОпчухх | хТЛхчуЧу х
1ТСГ ТТ ППАТГЛГГГТТТААТО ТТАПАТТ ГГУОШДНААЬЧХМТГ ТХ 'ГАтттТААГЛТГАГГХ ЛТТААЛОАХТХ ПА31/ТХ р'УХуД « I р/ЧуХХГ'Ху 1ХД ЧУ V I ХУ ххч-рч-уд. 1УХУУЧЫ.ХХГХ -ХЧУЧУХЧХ-ХХУХГХ ХГХ 1 ЧУГУ1УХХ1 -ХЧУЧУХЧГХХУХГХ чуххч/СОГуахухгх ХУЧуЛХЧГХ
'Т'р/Г»ГЛ ГГ Г. I V ПГТГГ ГЭпГТ А» ТТЛ ТТ СТТ/~ЛТТТ /ТУТ ТЛГЛТТТ. ГДГГЧОА» ТАГТ Г> ГТГГГТА»г*Г>а V ГЛЛУГЛЧ /ТТ1ГТТ Г> аТТТТС7 Г 1 71 Т/Г X ХЗЧУГУ/ДХУХ/Ч ХЧ/УХ. X 1 КУЧ/УДЧУУ 1УХХЧУХАх у 14У фучУУХХУ XXX рУСХЧу X 1 V XX XX XI ргЧУХДЧУЧУЧУСХ/Ч ЧУ гч|у у XX Л П 1ХСХ11Г1/1 I X *~У ] XX
мутх гг 1угл /То о тгггл г-гл опАТУОитхп Г 1 Л
УХЧГХ/Х.1ЧЧУ чр СХД 1 1 ЧУ X ЧУ УХХЧУ1ЧСХ1ХГХУ1 1~Г ]
Научная и практическая значимость явления КП вызывает неослаосваю-щий интерес к изучению природы этого явления в различных классах систем, а также исследованию влияния внешних воздействий на его параметры.
В последние годы ряд исследований [15-18] был посвящен изучению влияния магнитного и электростатического полей, всестороннего давления, ультразвука на процесс КП. Установленные в этих исследованиях законе-
/ГГГЛ/’ОНТЬ ППА ПАТОВ ПАигхе Г АТА'УСтГТ/ГЗЛЛ'/З гл ТУТ/Г_
контактной прослойки 8 к времени т, за которое эта прослойка образовалась: 1)кп= 5/т. В случае стационарного режима КП, когда протяженность жидкой прослойки остается практически постоянной за счет удаления из зоны контакта образующегося расплава, скорость КП определяется отношением длины расплавившейся части образцов ко времени, за которое это плавление произошло.
Температура контактного плавления (Ткп)- это наинизшая температура, при которой в контакте кристаллов образуется жидкая фаза. Эта температура в простых системах совпадает с точкой минимума на диаграмме состояния. В сложных системах, имеющих по диаграмме состояния одно или несколько химических соединений, при определенных условиях эксперимента Ткп может быть ниже температуры наинизшей эвтектики (так называемый АТ-(дельта-Т) эффект) [78-80].
На природу контактного плавления в литературе имеются разные точки зрения [81-85]. Автор данной работы придерживается мнения, что причиной КП является образование в зоне контакта легкоплавких твердых растворов [81,83].
Исследованию влияния различных внешних факторов на контактное плавление посвящен ряд работ [15-18, 86, 87] и др.
Остановимся более подробно на работах по изучению влияния электромагнитных полей на контактное плавление.
В работе [86] было установлено существенное влияние неоднородного магнитного поля на кинетику контактного плавления в висмутовых системах. Наблюдавшееся в эксперименте существенное увеличение ига было связано с возникновением мелкомасштабной конвекции непосредственно у границы Bi-контактная жидкость. Микроциркуляции расплава у границы кристалл-жидкость вызывали искривление указанной границы и изменение структур контактных прослоек. Кривизна границы зависала от продолжительности и температуры эксперимента, напряженности магнитного поля Н и направления