ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 1.2. Свободная поверхность кристалла
Итак, свободная поверхность твёрдого тела обладает избытком энергии (поверхностная энергия) и имеет высокую фи-
зическую активность, например, скорость диффузии атомов по поверхности намного выше, чем в объёме твёрдого тела.
Справка. Диффузия – это направленное тепловое движение атомов.
2. Поверхность легко поглощает атомы и молекулы из окружающей тело среды (это задействует оборванные валентные
связи и снижает поверхностную энергию). Это свойство поверхности называют адсорбция.
Например, поверхность любого тела всегда покрыта продуктами его окисления кислородом воздуха:
– имеет высокую химическую активность (способность легко вступать в химические реакции с адсорбированными ато-
мами и молекулами);
– поверхность за счёт оборванных валентных связей и своей высокой энергии способна катализировать (ускорять) про-
текание на ней физических и химических процессов.
Свойства порошкового состояния твёрдого тела
Кроме физических и химических свойств, порошки обладают рядом технологических свойств, позволяющих использо-
вать их в технике.
Текучесть – способность порошка самопроизвольно двигаться под действием силы тяжести. При засыпании его в лю-
бой сосуд порошок ведёт себя подобно жидкости и приобретает его форму.
Насыпная плотность d
н
– масса единицы объёма свободно насыпанного порошка. Частицы цепляются друг за друга
при засыпке, нагораживаются, образуя арки. В результате между ними много пустот и порошок очень рыхлый.
Пример. Для электролитического порошка меди ПМС–1 d
н
= = 2,1 г/см
3
, что в 4 раза меньше плотности компактной
меди d = 8,92 г/см
3
.
Формуемость (прессуемость) – способность порошка приобретать форму и некоторую прочность под действием на-
грузки. Если на порошок в неком сосуде (пресс-форме) подействовать нагрузкой, его частицы, проскальзывая между собой,
укладываются более плотно. При дальнейшем росте нагрузки частицы деформируются, схватываясь друг с другом. Плот-
ность и прочность прессовки растёт с увеличением давления прессования.
Спекаемость – способность порошка самопроизвольно уплотняться при нагревании.
Порошковая заготовка имеет большую площадь свободной поверхности и поэтому огромную избыточную энергию.
При нагревании легко начинается поверхностная и объёмная диффузия атомов, которая ведёт к залечиванию поверхности
частиц и снижению пористости.
Все эти свойства позволяют широко использовать порошки в различных технологических процессах.
Одним из перспективных направлений современной технологии является порошковая металлургия.
Основные этапы порошковой металлургии
1. Изготовление порошка. Порошки производят методами дробления (для хрупких материалов), распылением расплава
потоками газа или воды, электролизом растворов солей, восстановлением смесей окислов.
2. Смешивание порошковой шихты. Цель – получить химически однородную многокомпонентную смесь, ввести в неё
твёрдую смазку или пластификатор (для облегчения процесса прессования).
3. Прессование (формование). Цель – придать форму и предварительную плотность и прочность заготовки. Для этого
используют прессование в закрытых пресс-формах, прокатку между валками или экструзию (выдавливание через отверстие
необходимой формы) порошка.
4. Спекание (обжиг). Цель – получить окончательную структуру, свойства и размеры спечённой заготовки. Механизм –
диффузионный.
Движущая сила процесса – стремление порошковой заготовки уменьшить свою высокую избыточную энергию за счёт
сокращения площади свободной поверхности частиц путём её залечивания.
При нагревании прессовки (рис. 1.3, а) без доступа воздуха с поверхности частиц порошка улетучивается адсорбиро-
ванная влага и органические вещества.
При дальнейшем повышении температуры активизируется поверхностная диффузия атомов, в результате которой
частицы порошка припека-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
