ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы применения порошков в качестве промежуточных слоев из "Диффузионная сварка разнородных материалов " При соединении материалов диффузионной сваркой через порошковые промежуточные слои происходит спекание под давлением частиц порошка друг с другом и с соединяемыми поверхностями. [c.36] Всю сложную последовательность процессов, происходящих при спекании порошковых тел, Я.Е. Гегузин [2] условно разделил на три стадии, положив в основу деления исключительно геометрический признак и оставив без внимания такую существенную характеристику реального порошкового тела, как наличие искажений кристиллической решетки. [c.37] При спекании порошка под давлением его частицы в исходном состоянии соприкасаются лишь на участках, площадь которых мала по сравнению с площадью их сечения. Различные стадии процесса спекания можно описать следующим образом. [c.37] На начальной стадии происходит взаимное припекание частиц порошка, сопровождающееся увеличением площади контакта между ними и сближением их центров. На этой стадии отдельные частицы сохраняют структурную индивидуальность, т.е. между ними существует граница, и с ней сопряжено понятие контакта. [c.37] Рекристаллизационное смещение границы между отдельными частицами на этой стадии энергетически нецелесообразно вследствие специфической, остроугольной формы области контакта. Начальная стадия процесса спекания завершается тогда, когда приконтактный угол увеличивается настолько, что рекристаллизационное смещение фаницы между частицами порошка становится энергетически оправданным. [c.37] На второй стадии спекания пористое тело может быть представлено в виде совокупности двух беспорядочно распределенных фаз — вещества и пустот. На этой стадии замкнутые поры еще не сформировались, контакты между частицами порошка трансформировались и фаницы между элементами структуры разориенти-рованы. [c.37] На третьей стадии спекания в теле содержатся в основном замкнутые изолированные поры, а его уплотнение происходит вследствие уменьшения числа и общего объема изолированных друг от друга пор. [c.37] Эти стадии четко не разграничены в реальных условиях замкнутые поры могут встретиться и на ранней стадии спекания, а начальные контакты — на заключительной. Уплотнение порошка в процессе спекания происходит одновременно с залечиванием дефектов его кристаллической решетки. [c.37] Поведение металлических порошков в процессе прессования и спекания зависит от их свойств, на которые оказывают влияние методы их получения. Металлические порошки характеризуются химическим составом, физическими и технологическими свойствами. [c.38] Химический состав порошков обычно определяется содержанием основного металла, разных видов примесей и газов. [c.38] К физическим свойствам порошков относятся состояние кристаллической решетки частиц, их размеры и форма, удельная поверхность и пикнометрическая плотность порошка. [c.38] Технологические свойства характеризуются насыпной массой, текучестью порошка и его прессуемостью. [c.38] Наибольшее влияние на интенсификацию процессов усадки и спекания оказывают физические свойства металлических порошков. При уменьшении размеров частиц возрастает удельная поверхность порошка. С повышением дисперсности порошка снижается температура начала его усадки, последняя же увеличивается, равно как и прочность спрессованных образцов. [c.38] Тонкодисперсные порошки вольфрама, молибдена и циркония с размерами частиц 10... 100 нм спекаются при температурах, почти на 1000 °С более низких, чем порошки этих металлов с размерами частиц свыше 500 нм. [c.38] Таким образом, основной движущей силой процесса уплотнения пористого тела при спекании является уменьшение свободной энергии, которая связана со свободной поверхностью пористого тела и дефектами его кристаллической структуры. Кроме того, причиной увеличения активности порошка при спекании может быть возрастание концентрации дислокаций, вдоль которых отмечается повышенная диффузионная подвижность атомов. [c.39] Следует иметь в виду, что различие в активности порошков в процессе спекания уменьшается с ростом температуры. Структурно нестабильные состояния спекаемых тел (деформация решетки, высокая концентрация точечных и линейных дефектов), определяющие активность порошков, быстро релаксируют при температурах выше 0,4 Г д. Иными словами, уплотнение порошка при спекании происходит при непрерывном изменении механизма переноса массы от механизмов, характеризующихся малой энергией активации (активированное скольжение, граничная диффузия), до объемной самодиффузии. [c.39] В присутствии примесей, взаимодействующих с зернами, бездефектная структура не может установиться вследствие непрерывного генерирования дефектов. Поэтому активность вещества, обусловленная его химическим взаимодействием с примесями, может существовать до высоких температур. [c.40] Весьма эффективным способом активации процесса спекания, щироко применяемым в порошковой металлургии, является введение в спекаемую смесь различных добавок в виде порошков других металлов. Даже незначительное количество примеси в спекаемом порошке существенно влияет на кинетику уплотнения как в начальный период, так и на стадии диффузионной ползучести. Наиболее убедительные результаты получены при спекании вольфрама и железа с добавкой никеля, а также железа с добавкой золота. [c.40] Активация процесса спекания связана с растворением и осаждением основного компонента при его взаимодействии с материалом добавки, образованием избыточных вакансий на поверхности основных частиц и интенсификацией взаимодействия избыточных вакансий с дислокационной сеткой в объеме частиц. [c.40] Вернуться к основной статье