Твердофазные реакции

Процесс формирования покрытия включает три стадии твердофазные реакции (500—950 °С), контактное эвтектическое плавление (1000 °С) и кристаллизацию при охлаждении. [c.80]

Глава начинается с обсуждения основных термодинамических свойств металлов и окислов, причем основное внимание уделено тем окислам, которые могут быть использованы в виде волокон и покрытий. Затем рассмотрено применение методов термодинамики твердых растворов для оценки стабильности композитов. В обзорном плане изложены обширные литературные данные о взаимодействии жидких металлов с окислами, полученные при изучении процессов изготовления керметов и пропитки усов расплавом. Цель этого обзора —обобщить имеющуюся информацию о смачивании окислов жидкими металлами и вывести основные закономерности. Далее проанализировано соотношение между смачиванием и формированием связи в композитах. Применительно к режимам изготовления и условиям службы композитов рассматриваются диффузионная сварка и твердофазные реакции, причем более подробно— кинетика реакций металл — окисел и характеристики поверхности раздела. Глава завершается анализом имеющихся литературных данных о механических свойствах, чувствительных к состоянию поверхностей раздела. Этот анализ ограничен несколькими металлическими системами, упрочненными окислами, которые изучены в настоящее время. [c.308]

Далее будет приведен обзор имеющихся в литературе данных о кинетике и механизме твердофазных реакций при температурах изготовления и эксплуатации, а также о прочности поверхности раздела в системах, представляющих интерес для получения композитов практического применения. [c.333]

Кинетика твердофазных реакций в других системах металл — окисел здесь не рассматривается, так как не имеет большого значения применительно к композитам. [c.337]

Между тем известны примеры ускорения твердофазных реакций сжимающим давлением и, наоборот, примеры механической дезактивации (торможения) химических реакций в эластомерах растягивающими напряжениями. Поэтому представляется необходимым рассматривать не энергетический барьер вообще, а химические потенциалы компонентов реакции (исходного вещества, активированного комплекса и конечного продукта) в связи с механическим воздействием на них. В том случае, когда это воздействие распространяется на все компоненты (назовем его гомогенным воздействием), справедливо уравнение Вант-Гоффа (энергетический барьер изменяется и сверху и снизу ), а знак эффекта зависит от того, препятствуют или способствуют механические напряжения изменению объема системы в процессе реакции. [c.4]

Рассмотрим возможные твердофазные реакции между алюминием и борными волокнами. По-видимому, реакции окисления и взаимодействия с алюминием являются основными, влияющими на прочность борных волокон [c.82]

Для реализации методики твердофазной реакции при получении ком- [c.474]

Исходя из общей схемы твердофазных реакций, формула (9-3), уравнение сохранения массы в зоне термического разложения записывается в следующем виде [c.246]

Возможности метода ЭДС для изучения термодинамики твердофазных реакций ограничены прежде всего сравнительно малым выбором кристаллов, обладающих чисто ионной проводимостью в широком диапазоне химического потенциала составляющих его компонентов и температур. [c.109]

С углеродом, конечно, всегда были сложности. В ряде случаев матричные карбиды, как продукт твердофазных реакций, выступают в качестве точечных упрочнителей. Карбиды (и Zr, и В) оказывают благоприятное влияние на границы зерен. Однако современному поколению монокристаллических сплавов Сг, Zr и В, как правило, не нужны, ибо в этих сплавах нет границ зерен. [c.23]

Подобно своим аналогам на Ni и Fe основах, жаропрочные кобальтовые сплавы представляют собой сложный химический и кристаллографический комплекс. Он состоит из аустенит-ной матрицы и разнообразных фазовых выделений, таких как карбидные и интерметаллидные соединения, относящиеся к геометрически плотноупакованным (г.п.у.) и топологически плотноупакованным (т.п.у.) структурам (электронного или "размерного" типа). Вообще говоря, при температуре эксплуатации суперсплавы не являются подлинно равновесной системой, поскольку претерпевают воздействие "динамической среды" в виде напряжений, температуры, времени и окружающей поверхность сплава атмосферы. Диффузионный обмен элементами между фазами, вдоль границ зерен, между поверхностью и внутренними объемами сплава создает благоприятные условия для разнообразных твердофазных реакций, постоянно меняющих концентрационные соотношения и оказывающих сильное влияние на фазовую стабильность. [c.180]

Важнейшие типы твердофазных реакций можно выразить уравнениями [c.630]

Большое техническое значение имеют и твердофазные реакции, обратные реакции типа [c.630]

Рассмотренные примеры твердофазных реакций составляют лишь небольшую часть процессов, используемых в настоящее время для получения конструкционных и функциональных материалов. Вместе с тем они позволяют понять характер трудностей, которые следует преодолевать всякий раз, когда возникает задача получения нового твердофазного материала со структурно-чувствительными свойствами. Можно с определенностью утверждать, что потребность в таких материалах непрерывно возрастает. [c.630]

Процессы диффузии определяют, например, образование зародышей, рост кристаллов, образование осадков, фазовые превращения в твердых телах, процессы спекания и протекание твердофазных реакций. При разрушении материалов (например, вследствие образования окалины или коррозии) явления диффузии также играют существенную роль. Стойкость различных материалов при повышенных температурах и в присутствии реакционноспособных газов (О2, Н2О) зависит в значительной степени от диффузии этих газов в основное кристаллическое вещество. Причины диффузии, т.е. ее движущие силы, можно объяснить законами термодинамики. Процессы диффузии возможны, если при этом уменьщается свободная энергия системы или повышается энтропия. Так как диффузионные процессы связаны с повышением энтропии, они необратимы (см. 6.3.1). Если система находится в равновесии, т.е. энтропия максимальна, то диффузия не может происходить самопроизвольно. Таким образом, процессы диффузии всегда происходят при отклонении от термодинамического равновесия. [c.232]

Таким образом, скорость реакции в значительной степени зависит от реальной структуры, так как в нарушенной решетке сильно понижается энергия активации для отрыва частицы от ее окружения (такой отрыв, очевидно, необходим для образования соединения). Поэтому при практическом проведении твердофазных реакций стараются по-возможности сильнее нарушить структуру кристаллов, измельчая вещество или переводя его в мелкокристаллическое состояние химическим путем (путем соответствующего осаждения или даже, применяя аморфный порошок, например, 5102). При большом развитии поверхности активированных веществ (см. гл. 16) между исходными веществами достигается тесный контакт, который благоприятен для быстрого течения реакции. [c.419]

При обсуждении методов исследования твердофазных реакций можно в значительной мере опираться на способы исследования процессов превращения и диффузии (см. 9.1.5 и 11.2). Поэтому здесь рассматриваются только важнейшие методы исследования реакций в твердом состоянии 1) непрерывные 2) периодические. [c.419]

КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДОФАЗНЫХ РЕАКЦИЙ [c.421]

Для систематизации твердофазных реакций можно различать реакции твердых тел с одной или несколькими исходными фазами. Простейшие реакции наблюдаются при термическом разложении кристалла. В качестве примера могут быть названы реакции разложения, которые протекают с выделением газообразного продукта реакции. К этим веществам относятся карбонаты, сульфаты, окислы, перекиси и азиды, которые разлагаются с образованием газов — соответственно СОг, SO2, О2 и N2. К этому типу реакций относятся также многочисленные реакции обезвоживания. [c.421]

Приведем несколько примеров твердофазных реакций. [c.421]

Тресслер и сотр. [50, 52] провели исследование твердофазных реакций монокристаллического сапфира с чистым титаном и сплавами Ti-6A1-4V, Ti-8Al-lMo-lV, Ti-6Al-2Sn-4Mo-2Zr. Это исследова- [c.333]

Основные трудности использования ЭДС для изучения твердофазных реакций связаны е необходимостью соблюдения следующих условий. Электролит должен обладать достаточно высокой проводимостью исключительно ионного ти1та, иначе происходит неэлектрохимический перенос вещества от одного электрода к другому и измеренное значение ЭДС не соответствует равновесному. Химическое взаимодействие электрода с электролитом должно быть пренебрежимо мало. Должно отсутствовать взаимодействие электролита и электродов с окружающей 1а-зовой фазой и перенос летучих компонентов через газовую фазу от одного электрода к другому. [c.105]

Помимо кислородпроводящих твердых электролитов в последнее время широкое применение нашли галогеипроводящие твердые электролиты, в первую очередь фториды кальция, магния, иттрия и редкоземельные элементы. Благодаря использованию этих электролитов появилась возможность исс.ледовать методом ЭДС обширную группу твердофазных реакций с участием углерода, бора, фосфора и других элементов. [c.110]

Твердофазные реакторы - это устройства для проведения различных типов твердофазных реакций. Между гомофазными реакциями в растворах и газах, с одной стороны, и твердофазными реакциями - с другой, существуют фундаментальные различия. Первые, как правило, происходят в гомофазных системах и сводятся к химическим превращениям индивидуальных молекул, ионов или радикалов. Вторые всегда совершаются в гетерофазных системах, так как реагенты и продукты образуют самостоятельные фазы, состоящие из очень большого числа структурно упорядоченных частиц, которыми могут быть те же молекулы, ионы или радикалы. Для газо- и жидкофазных реакций характерно образование сравнительно небольшого набора промежуточных продуктов, тогда как любая твердофазная реакция совершается в виде существенно большего набора промежуточных состояний, энергетически мало отличающихся одно от другого [22]. [c.629]

Другой характерной особенностью твердофазных реакций является их топохимиче-ский характер, т.е. локализация реакционной зоны на поверхности раздела фаз реагентов и продуктов. Ничего подобного не существует в газо- и жндкофазных системах, в которых при интенсивном перемешивании эффективные столкновения реагентов могут происходить в любой точке пространства, физически занимаемого системой, т.е. реакционная зона ограничена TOitSw объемом самой системы. [c.630]

Для ускорения твердофазных реакций используют физические методы, среди которых в последнее время выдвинулся на передний план метод ме ической активации, заключающийся в прдйедении твердофазных реакций в измельчетельных аппаратах различного типа [1, 23]. В процессе совместной механической обработки твердых смесей происходят измельчение и пластическая деформация веществ. Прч этом ускоряются процессы массопереноса и происходит эффективное смешивание компонентов, что и обеспечивает ускорение химического взаимодействия между твердыми реагентами. [c.632]

Имеются различные варианты применения метода механической активации для ускорения твердофазных реакций. По одному из них твердофазная реакция происходит непосредственно в момент механической обработки (механохимическая реакция), а по другому -проводится предварительная механическая активация исходных компонентов или их смесей перед термической обработкой. Возможен и вариант проведения твердофазных реакций путем механической обработки при повышенной температуре (механотермические реакции). Указанное деление реакций на три типа в какой-то степени условно по той причине, что [c.632]

Зависимость между энергией решетки (ккал1моль) и температурой начала различных твердофазных реакций, °С (по Хедваллу) [c.84]

Рис. 15.14. К определению начала твердофазной реакции путем нэме рения теплового эффекта по кривой нагрева (метод дифференциального термического анализа)

Объяснить эти твердофазные реакции на основе механизма ионной реакции невозможно, так как при низких температурах подвижность ионов слишком мала. Более вероятно, что протекает реакция с так называемыми преддиссоциированными анионными комплексами (например, 50з), которые могут временно появляться в решетке кристалла. Об этом свидетельствуют данные [c.422]

Твердофазные реакции между окислами, сульфидами и фосфидами в присутствии О2 (по Хедваллу) [c.423]

Реакция между окислами, сульфидами, фосфидами. За счет обменных процессов в твердом состоянии реакции основных окислов с сульфидами, фосфидами, карбидами и т. д. в присутствии О2 приводят к образованию сульфатов, фосфатов, карбонатов. Эти реакции приведены в табл. 15.4. В техническом отношении важное значение имеет твердофазная реакция удаления серы из железных руд благодаря взаимодействию основных окислов и углерода (в виде кокса), суммарный вид реакции FeS+ aO-f С Fe-f aS+ O. [c.423]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...