ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термическое разложение формиатов металлов из "Диффузионная сварка разнородных материалов " Процессы, протекающие при пиролизе формиатов и оксалатов, идентичны. Рассмотрим их особенности на примере термического разложения формиатов металлов. [c.48] Превращение кристалла соли в порошок металла включает в себя два этапа — химический и диффузионный. После химической реакции с образованием атомов металлов происходит их диффузионное перемещение, обеспечивающее переходы атомы кластеры зародыши кристаллы сростки кристаллов. [c.48] В исходном состоянии частицы формиатов металлов представляют собой кристаллы с правильной огранкой и гладкой поверхностью. [c.48] По мере нагрева кристалла его поверхностный слой разрыхляется, в нем возникают пустоты и поры, и наконец образуется скелетная структура. Одновременно с формированием рыхлого слоя начинается процесс его частичного диспергирования, скалывания рыхлых участков с поверхности вследствие различия их коэффициентов теплового расширения, а также под действием выделяющихся газообразных продуктов разложения и напряжений, возникающих в зоне перестройки кристаллической решетки в приповерхностном слое. [c.48] Выделяющиеся из солей атомы металлов являются активными и конденсируются с образованием активных зародышей, развитие которых происходит за счет поверхностной диффузии. Одновременное появление и рост большого числа зародышей, а также повышенная реакционная способность частиц металлов к спеканию могут приводить к образованию сплошного конгломерата частиц. [c.49] Преврашению соли в металл соответствует увеличение плотности компактной кристаллической фазы в 2 — 3 раза. При этом появляется бифуркация в распределении вещества новой твердой фазы в пространстве. Промежуточным состоянием вещества является сильнопористая система мельчайших кристаллов металла, которая в момент образования неустойчива и, стремясь к минимуму энергии, претерпевает изменения. [c.49] Условия проведения процесса пиролиза определяют структуру порошковой системы. Более компактные сростки образуются, если обеспечивается постоянное и быстрое удаление газообразных продуктов реакции (например, в вакууме). Пористая структура преобладает, когда разложение происходит в среде газообразных продуктов реакции. Дисперсность новой фазы тем значительнее, чем больше скорость образования зародышей по сравнению со скоростью их роста. [c.49] При разложении кристалла соли одновременно образуется много мельчайших (размером 10... 100 нм) кристаллов металла. При их соприкосновении друг с другом формируется неравновесная система, в которой хаотически распределены очаги лапласовского давления, обусловленные наличием кривизны поверхности раздела фаз. [c.49] Дериватограф фиксирует параметры процесса пиролиза — скорость разложения материала образца (кривая ОТА) и массу образца в процессе нагрева (кривая ТО). Одновременно регистрируется и температура. [c.49] Кривые ВТА и ТО, приведенные на рис. 2.2, а, иллюстрируют кинетику процесса пиролиза формиата никеля. Сопоставление хода этих кривых позволяет выявить следующие температурные интервалы фазовых переходов и химических превращений. [c.49] При приближении к температуре 200 °С отмечается довольно резкое уменьшение массы образца, сопровождающееся значительным поглощением теплоты из среды (максимум у кривой ОТА в эндотермической области). В это время происходит окончательное удаление влаги из формиата никеля и заканчивается инкубационный период разложения. При 7 210°С скорость пиролиза составляет 0,55 мг/мин. [c.50] Сопоставление кривых ВТА и ТО на рис. 2.2, б позволяет установить следующие температурные интервалы фазовых переходов и химических превращений в термически разлагаемом формиате меди. [c.50] В интервале температур 109... 130 °С отмечаются уменьщение массы образца и новые максимумы в эндотермической области. Это значит, что в данной области температур теплота затрачивается на удаление двух молекул кристаллизационной воды из органической соли. [c.51] При температуре 195 °С и выше происходит бурная экзотермическая реакция термического разложения формиата меди и отмечается потеря массы образца. [c.51] При термическом разложении формиата кобальта (рис. 2.2, в) на кривой ВТА наблюдаются два пика в эндотермической области один соответствует температуре 118°С, при которой происходит дегидратация образца, другой — температуре 180 °С, при которой разлагается его основная масса. Процесс разложения завершается при температуре, приблизительно равной 240 °С. [c.51] Температуры разложения формиатов, по данным ВТА и ТО, существенно зависят от природы металла и повышаются в ряду Си —N — 00. Скорость разложения указанных металлов возрастает в обратной последовательности Со —N1 —Си. [c.51] Чем ниже температура процесса термического разложения и выше скорости нагрева исходной соли и охлаждения полученных продуктов разложения, тем больше удельная поверхность металлического порошка (рис. 2.3). [c.51] Наблюдаемая закономерность связана с тем, что в условиях кратковременного воздействия высокой температуры не происходит спекания частиц получаемой твердой фазы, а интенсивное выделение газообразных продуктов пиролиза при большой скорости нагрева приводит к разрыхлению образующихся металлических частиц порошка. [c.51] Другими словами, чем короче промежуток времени, в течение которого частица металлического порошка находится при повышенной температуре, тем значительнее развита ее поверхность и менее совершенна кристаллическая структура. [c.51] Вернуться к основной статье