Кинетические и термодинамические характеристики межфазных границ раздела, образующихся при компактном плавлении

• Автор: Хоконов, Хапача Лукманович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Контактное плавление кристаллов и межфазные характеристики в эвтектических системах
1.1. Термодинамика и механизм контактного плавления кристаллов
1.2. Кинетика контактного плавления в различных режимах
1.3. Основные термодинамические характеристики межфазных границ в
многокомпонентных системах
Заключение и выводы из I главы
2. Кинетика контактного плавления . в криогидратных и металлических системах
2.1. Контактное плавление в криогидратных системах
2.2. Изучение температурной зависимости скорости контактного плавления в системах с полиморфным превращением
2.3. Анизотропия скорости контактного плавления направленно кристаллизованной эвтектики в диффузионном режиме
2.4. Кинетика контактного плавления и состав жидкой прослойки в
металлических системах вблизи эвтектической температуры
Выводы из II главы
3. Термодинамические характеристики границ раздела фаз в эвтектических системах, сформированных е помощью контактного плавления
3.1. Уравнение изотермы межфазного натяжения для бинарных конденсированных систем с учетом содержания вещества во второй объемной фазе
3.2. Обоснование использования метода многофазных равновесий для границ раздела, формируемых с помощью контактного плавления
3.3. Экспериментальное определение углов смачивания и расчет межфазных характеристик в бинарных системах с участием олова, висмута, кадмия и свинца
3.4. Определение состава межфазного слоя на границе твердых и жидких бинарных растворов
3.5. Получение неразъемных соединений разнородных материалов
помощью пайки
а) о прочности соединений, полученных с использованием контактного плавления
б) оценка оптимальной величины соединительного зазора при пайке
в) к вопросу об определении адгезионной прочности в паяных соединениях
Выводы из III главы
Общие выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие современной техники требует разработки высоких технологий и создания новых материалов с заданными физикохимическими свойствами. Для решения этой проблемы важное значение имеют исследования процессов, протекающих на межфазных границах, образованных твердыми, жидкими и газообразными телами. Эти процессы играют существенную роль в явлениях пропитки и спекания, адгезии и пайки, адсорбционного понижения прочности и разрушения материалов и др.
Одним из важных физических явлений на межфазной границе раздела разнородных твердых тел является контактное плавление (КП), приводящее к возникновению жидкости в зоне контакта твердых тел при температурах, ниже температуры плавления каждого из них. Контактное плавление получило широкое применение как метод физико-химического анализа межфазной границы твердое тело - жидкость и контактной жидкой прослойки, как метод определения коэффициентов взаимодиффузии и парциальных коэффициентов диффузии в расплавах, определения межфазных энергий на границах конденсированных сред.
Несмотря на практическую и теоретическую значимость исследования контактного плавления, механизм и кинетика этого процесса изучены недостаточно для различных классов систем. Существующие представления о механизме и кинетических закономерностях этого процесса возникли в основном для систем с простыми фазовыми диаграммами состояния. Известно, что контактное плавление в присутствии жидкой фазы может протекать в кинетическом, диффузионном и переходном режимах. Скорость протекания процесса в различных режимах будет существенно отличаться. Однако смена режима КП недостаточно учитывается исследователями. К настоящему времени не изучена кинетика контактного плавления в двухфазных сплавах и в

нижние (за исключением двойных) - к компонентам. Уравнения (1.41) и (1.42) получены в [65], исходя непосредственно из двух начал термодинамики.
Рассмотрим теперь основные уравнения для межфазного натяжения на границе конденсированных фаз с учетом содержания вещества в обеих фазах в интегральной форме. Такое уравнение получено в работе [66] в локальноконфигурационном приближении. В этой работе принималось, что потенциальная энергия взаимодействия частиц в системе определяет концентрационную зависимость адсорбции и межфазного натяжения. При вычислении последнего использовалось уравнение Дюпре (1.39). В частном случае, когда не учитывается межфазная сегрегация компонентов, выражение для межфазного натяжения а*-“® на границе а и [3 фаз имеет вид
а(«Л = £[2<“>ф(Х<аХ® ) - Д2<“Уа>(Х<а),Х<» )]+

- [г®)ф(х(“) ,х<р}) - дг(Р)ф№) (х<а), х®>)]+ (1.43)
!уА2(а)(Р(а> -2д(“,Х(,а))-А2®(Р(Р1 -ЗСЗХ)
(X® -Х)
где п(а) и п — числа атомов на 1 см2 поверхности в фазах, г*1*-
координационное число атомов в 1 фазе на границе с } - фазой (1, ] = а,р), Р0)-разность между потенциальной энергией взаимодействия разнородных и однородных частиц 1 сорта в ] фазе, Са) и О® -энергии смешения в фазах, Д2®-полуразность между объемными и поверхностными координационными числами в ]-ой фазе, ф(а ф®, ф - взаимные потенциальные энергии взаимодействия пары частиц в объемных фазах и между частицами, принадлежащими разным фазам, X® - концентрация второго компонента в ]-ой фазе. Уравнение (1.43) содержит трудно определяемые