Однокомпонентные металлические системы
При спекании частиц металлического спрессованного порошка за счет диффузии возникают связи, которые определяют уплотнение, повышение прочности и изменение физических свойств изделия. Поверхностная и объемная диффузия являются функцией строения решетки, дефектов последней, а также условий спекания. Эти реакции можно представить следующим образом:
| Реакции | Атмосфера спекания |
| Лтв. + -Втв. = (Л + В)тв. (механическое соединение)
Лтв. + Втв. = (ЛВ)тв. (твердый раствор) Лтв. + -Втв. = (ЛВ)тв. (интерметаллическое сое динение) |
В., Н., Ва.
В., Н., Ва. . В., Н., Ва. |
| Ав. 4- -Вжидк. = (^4-В)тв. (механическое соединение)
Ав. 4- -Вжвдк. = МВ)Т8. (твердый раствор) Ав. 4- -Вжидк. = (ЛВ)тв. (интерметаллическое соединение) |
В., Н., Ва.
В., Н., Ва. В., Н., Ва. |
Многочисленные опыты показали, что иногда более целесообразно подвергать прессованию порошок металлических композиций (соединений) вместо порошка чистого металла, так как подобные составы разлагаются
Большинство металлических частиц покрыто окисной пленкой, которая замедляет, а иногда и предотвращает образование при спекании связей между частицами металлического порошка. Если спекание выполняется в восстановительной атмосфере, например водороде, окисная пленка разлагается, что позволяет металлу перемещаться путем диффузии после образования водяного пара за счет взаимодействия между свободным кислородом и водородом.
Таблица 2
Реакции, протекающие при спеканиимногокомпонентных металлических систем
В табл.. 2 это представлено в виде в процессе спекания и таким путем повышается подвижность атомов металла. Было показано, например, что порошок гидрида циркония (ZrH2), спрессованный и затем спеченный в вакууме, разлагается при температуре начала диффузии. Во время разложения атомы циркония в состоянии высокой подвижности группируются во вновь образованных кристаллах циркония и вследствие высокой активности обеспечивают при относительно низкой температуре [5] уплотнение изделий. Эту реакцию, детально рассматриваемую ниже, можно представить уравнением
Однако при спекании материал частиц порошка может испаряться, как, например, при вакуумном спекании бериллия при температуре, составляющей не более 50% от температуры его плавления [6], и пар будет конденсироваться вокруг контактных точек между частицами порошка, что и усиливает связь последних, т. е. в известной степени определяет физические свойства спеченного изделия. Необходимо отметить, что испарение и конденсация протекают одновременно или по крайней мере параллельно с процессом диффузии и поэтому механизм спекания в этом случае довольно сложный. Эту реакцию можно написать в следующем виде: