Активный сплав
Cтраница 2
Для точного построения диаграмм равновесия важно предотвратить загрязнение сплавов при их изготовлении и в ходе термического анализа. Поэтому выбор огнеупоров имеет важное значение, а для активных сплавов с высокой температурой плавления часто это одна из основных проблем исследования. Обычно можно сравнительно медленно повышать температуру тигля, и при этих условиях основное требование заключается в том, чтобы огнеупорный материал обладал определенной физической и химической стабильностью в рабЪчем температурном интервале. Следующие наиболее важные свойства - прочность и сопротивление термическим ударам. Сопротивление термическим ударам определяется главным образом коэффициентом линейного расширения материала и становится особенно важным, если по условиям работы требуется проводить ускоренный нагрев или охлаждение. Если, например, необходимо помещать тигель в раскаленную добела печь или извлекать его обратно, то невозможно применять огнеупорный материал с высоким коэффициентом расширения, даже если ои соответствует условиям работы при медленном нагреве или охлаждении. Тигель должен выдерживать не только воздействие расплавленного металла, но и воздействие применяемых шлаков и атмосферы. [16]
Сплав свинца с натрием реагирует неполностью: только 81 - 84 % натрия из сплава участвует в реакции. Чтобы получить 90 - 95 % целевого продукта, применяют более активный сплав ( с большей удельной поверхностью); его приготовляют вводом свинца в раствор хлористого натрия; к хлористому натрию добавляют примерно 3 % хлористого калия. [17]
При этом требуется дополнительное нанесение на поверхность планки тонкого защитного слоя более легкоплавкого металла или - флюса, например буры, борного ангидрида, фтористого калия, тетраборнокислого натрия, которые при заливке жидкого металла на планку смываются, обнажая чистую поверхность. Рекомендуется также дополнительная очистка вставки от окислов, что осуществляется кратковременной обработкой ее в активном сплаве, каким для сталей и чугунбв являются цинк и его сплавы. [19]
В процессе работы элемента выделяется большое количество тепла. Применяя теплоизоляцию, можно повысить рабочую температуру и соответственно его характеристики. Ведутся работы по изысканию коррозионно-стойких и активных сплавов на основе магния. Значительное снижение скорости коррозии обеспечивается его амальгамированием. [20]
 |
Поляризационная коррозионная диаграмма, поясняющая возможность облегчения пассивирования при катодном легировании сплава. [21] |
Если коррозионный процесс протекает в условиях возможного пассивирования анодной фазы, то катодная структурная составляющая может дополнительной анодной поляризацией облегчить наступление пассивирования анодной фазы и тем самым сильно понизить скорость коррозии сплава. На этой диаграмме ( Va) o6PAAVa - кривая анодной поляризации пассивирующейся при / п и Vn анодной фазы сплава; ( VK) o6pVKt - кривая катодной поляризации собственных микрокатодов сплава; ( VK) o6pVK, - кривая катодной поляризации катодной присадки к сплаву; ( Ук) обрУкс - суммарная катодная кривая. При недостаточном увеличении катодной эффективности ( суммарная катодная кривая пересекается с анодной кривой при / / п) или при затруднении анодной пассивности [ анодная кривая активного сплава ( Va) o6pAVa3 достигает очень больших значений тока ] происходит увеличение локального тока до значения / 3, а следовательно, повышается и скорость коррозии сплава. [22]
Реакционное тепло отводится либо избытком водорода, либо высококипящим органическим теплоносителем. Реакционные газы охлаждаются, амин конденсируется, а избыток водорода возвращается в цикл. Преимущество метода в том, что катализатор не увлекается реакционными газами. Катализаторами этого процесса являются активные сплавы никеля, алюминия, вольфрама, медь, нанесенная на оксид кремния. Наиболее подходящим катализатором для восстановления нитросоеди-нений в амины является медь, так как ее действие распространяется только на нитрогруппу, не затрагивая ароматического ядра. В присутствии медного катализатора превращение нитробензола в анилин начинается при 230 С, между 300 и 400 С реакция проходит быстро. При избытке водорода выход анилина достигает 98 %, причем в получаемом продукте содержатся лишь следы азобензола. Водород может быть заменен водяным газом ( смесь СО и Н2), при этом оксид углерода также играет роль восстановителя, превращаясь в диоксид. [23]
Как уже упоминалось, окись алюминия часто используется как носитель катализаторов. Она имеет кислые свойства и способна катализировать такую реакцию как дегидратация, если ее не нейтрализовать щелочью. Таким образом, при получении спиртов посредством гидрирования альдегидов или кетонов может произойти дегидратация спиртов, если в катализатор не включить щелочь. Могут добавляться и другие, менее основные окислы ( как ZnO), но при этом должна быть принята во внимание возможность их восстановления с образованием менее активного сплава с активным металлом. В зависимости от температуры реакции это может являться достоинством или недостатком. [24]
Основным достоинством одноступенчатого метода является его простота, так как не требуется предварительная металлизация керамики. Однако метод активной пайки имеет недостатки. Температурные коэффициенты линейного расширения керамики и металла должны быть близкими во всем диапазоне температур. Несмотря на кажущееся разнообразие способов активной пайки, в основе протекающих процессов лежит взаимодействие активного металла с окислами керамики, при этом титан ( цирконий), являясь межфазно-актив-ной добавкой, растворяясь в припое, обеспечивает растекание активного сплава по поверхности неметаллизированной керамики. [25]
Таким образом, на рис. ИЗ приведены результаты первого этапа работы. Следующий шаг заключается в приготовлении ряда слитков различного состава и их отжига при определенных температурах до достижения равновесного состояния. Эти слитки по возможности должны быть отлиты в кокиль для получения мелкой микроструктуры, которая при отжиге приходит в равновесие в наименьшее время. Если сплавы достаточно пластичны, они должны быть прокованы или прокатаны с целъю сокращения времени, необходимого для достижения равновесия. В том случае, когда химически активные сплавы приготовляются в индукционной печи или другой закрытой аппаратуре, получение отливок может оказаться невозможным и эксперименты с отжигом должны проводиться на слитках, охлажденных в печи. Это всегда увеличивает время отжига; применение конструкций для отливки, приведенных на рис. 39, 40 и 41, обычно позволяет сэкономить много времени. [26]
Для сплавов, плавящихся ниже 1100, следующим шагом исследования должно быть приготовление серии слитков для отжига и закалки. Эти слитки желательно отливать в металлические кокили. Однако слитки некоторых сплавов, отлитых в кокиль, обнаруживают заметную сегрегацию. В этих случаях необходимо использовать менее резкое охлаждение - в песочных или графитовых изложницах; но все же в первую очередь должны быть испробованы слитки, отлитые в кокиль. Слитки химически активных сплавов часто получаются более удовлетворительными при охлаждении в печи, если нет аппаратуры для отливки в вакууме или защитной атмосфере. Они должны быть гомогенизированы соответствующей термообработкой и затем закалены. Все же для некоторых хрупких сплавов, например марганцевых, закалка нежелательна, так как закалочная жидкость проникает в трещины и вызывает при последующем отжиге загрязнение. Затем часть исследуемых образцов отжигают и закаливают с последовательно повышающихся температур. Последующее микроисследование закаленных образцов дает возможность установить температуру, при которой впервые появилась жидкость. Перитектическая или эвтектическая горизонталь также может быть определена с этой точностью; полученная температура должна быть сравнена с положением соответствующих горизонтальных участков кривых охлаждения; таким образом судят о точности работы. [27]
В предыдущем разделе мы полагали, что сплавы достаточно пассивны и их опилки можно готовить на воздухе без загрязнения кислородом или азотом. Однако для многих сплавов, в том числе для некоторых, имеющих промышленное значение, приготовление опилок на воздухе невозможно. Например, сплавы магния легко реагируют с кислородом и азотом, и в опилках, приготовленных без необходимых предосторожностей, может быть только 98 % металла. Влияние этих загрязнений на данные рентгеноанализа в значительной степени зависит от того, остаются ли оксид и нитрид на поверхности частицы или кислород и азот диффундируют внутрь частицы, образуя промежуточный твердый раствор или новые фазы. Поведение сплава не может быть предсказано по поведению составляющих его металлов. Так, сплавы магния с кадмием, содержащие около 66 % Cd ( атомн. Даже если это явление выражено не в такой резкой форме, преимущественное окисление одной из составляющих может затруднить отжиг мелких частиц. Поверхностное окисление влияет также и на проведение химического анализа опилок; оно может вызвать необходимость применения сложных методов анализа, если одну часть метал1 - ла в виде окисла нужно отделить от другой, находящейся внутри частицы. На возможность поверхностного окисления опилок не обращали должного внимания, и работы по исследованию относительно активных сплавов были опубликованы без подробного описания принимаемых мер предосторожности и оценки этого источника ошибок. [28]
Страницы: 1 2