Исследование контактного взаимодействия в системе свинец-теллур

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
В СИСТЕМЕ СВИНЕЦ-ТЕЛЛУР
(r) 2009 Дадаев Д. Х., Хайрулаев М. Р.
Дагестанский государственный педагогический университет
Проведены экспериментальные исследования процесса контактного плавления (КП) системы Pb-Те с использованием метода автотермоЭДС. Установлено, что при «импульсном» режиме нагрева контакта РЬ и Те при температуре 320 °C появляется первичная жидкая фаза, вызванная плавлением метастабильной эвтектики Pb+Те. Был обнаружен резкий взрывоподобный выброс энергии в процессе образования соединения РЬТе. Зафиксировано повышение температуры в зоне контакта выше 900 °C. Эксперименты велись с применением аналого-цифрового преобразователя (АЦП), что повысило скорость и точность измерений. Получены данные о влиянии малых примесей на межфазные явления при контактном плавлении в данной системе.
The experimental studies of the contact melting (CM) of the system Pb-Те were made by using the auto thermo method of the electro moving power (EMP). It is defined, that under the «pulsed» mode of the contact Pb and Те the primary fluid phase appears at the temperature of 320 °C, caused by melting the metastable eutectics Pb+Те. In the process of the forming the substance PbTe we discovered the sharp explosive surge of the power. The made video recordings have fixed an explosive increase of the temperature of about 900 °C. The experiments were made by using the analog digital converter (ADC) which raised the velocity and accuracy of the data. We have also got the data about small admixtures in the process of contact melting in the given system.
Ключевые слова: контактное плавление, свинец, теллур, метастабильная эвтектика, экзотермия.
Keywords: contact melting, lead, tellurium, metastable eutectic, exothermic.
В современной технике, предъявляющей исключительно высокие требования к физическим и механическим свойствам материалов, все чаще приходится использовать эти материалы в условиях контакта фаз. В связи с этим значительный интерес представляет изучение процессов, протекающих на различных межфазных границах, образованных твердыми и жидкими веществами, к которым относится и явление контактного плавления (КП). Сущность К П заключается в возникновении и росте жидкой фазы в контакте двух разнородных веществ
при температурах, значительно ниже температур плавления самих компонентов.
КП является довольно
распространенным явлением физикохимической механики и находит широкое применение как метод
физико-химического анализа в технике получения химических
соединений твердофазным способом. Явление К П лежит в основе многих технологических процессов.
Несмотря на многочисленные исследования явления КП в бинарных металлических и органических системах, а также их широкое
распространение, КП изучено далеко недостаточно. Существующие
представления о КП не отражают многих особенностей этого процесса.
Значительная часть
опубликованных работ посвящена исследованию этого явления в двойных простых системах. Однако практические задачи развивающихся новых отраслей техники и совершенствование технологий пайки и сварки заставляют все чаще обращаться к исследованию более сложных систем.
КП в различных классах систем протекает с присущими ему особенностями. КП в системах, образующих интерметаллиды, может идти при температурах ниже температуры наинизшей эвтектики (доэвтектическое КП, или явление AT-эффекта КП). Суждения о природе и механизме этого явления противоречивы.
Это явление было обнаружено при изучении квазиравновесных сплавов в системе Mg-Sb Л. С. Палатником [2]. Подобный эффект в системах Fe-Si, Ai-Si и Au-Si установлен японскими исследователями Т. Иосиаки и А. Нобуо. Авторы этих работ предполагают существование жидкой фазы, находящейся в
квазиуравновешенном состоянии в плоскости контакта при температурах ниже температуры плавления наинизших эвтектик. Аналогичный эффект был установлен и для других бинарных систем в [1, 3, 4, 6, 8, 9 и др.]. Исследователями этого эффекта предлагаются следующие
механизмы:
1. Температура К П оказывается ниже наинизшей эвтектической температуры (по равновесной диаграмме состояния) вследствие образования в контакте
метастабильной легкоплавкой
эвтектики [1, 3, 4, 8, 9 и др. ], образование которой возможно в системах с промежуточными фазами.
Важным условием осуществления метастабильного КП, по-видимому,
является весьма малая скорость зарождения и роста центров кристаллизации промежуточной фазы. Последнее может быть обусловлено значительным
различием структур промежуточной фазы и исходных компонентов, поэтому, очевидно, возникновение центров зарождения промежуточной фазы на поверхности исходных твердых фаз связано с образованием некогерентной поверхности раздела с высокой энергией. Поэтому объяснение 47-эффекта с привлечением понятий «подавления» или «запрета» медленно
образующихся промежуточных
твердых фаз в контакте с соседней быстрорастущей жидкой фазой считаем более приемлемым. Важным условием осуществления
метастабильного КП является весьма малая скорость зарождения и роста центров кристаллизации
промежуточной фазы.
Из этого следует, что 47-эффект отсутствует при благоприятных
условиях роста промежуточных фаз (контактирование компонентов при комнатной температуре и медленный рост промежуточной фазы), что во многих работах было
экспериментально подтверждено.
И здесь механизм КП мы
рассматриваем аналогично
эвтектическим системам. Только при условии, что сама система должна быть представлена на диаграмме состояния продолжением линий ликвидуса с образованием простой метастабильной эвтектики без промежуточного соединения [6].
При образовании же жидкой фазы поверхностная энергия обычно уменьшается (расплав смачивает исходные кристаллы). Поэтому более выгодным в энергетическом плане процессом может быть плавление контакта двух исходных твердых фаз, лишь затем в метастабильном расплаве образуются центры промежуточной фазы с низкой
энергией поверхности раздела между центром промежуточной фазы и окружающим его расплавом.
2. Другой из причин образования жидкой фазы в контакте при температуре печи, меньшей наинизшей эвтектической
температуры, может быть локальное повышение температуры в контакте образцов в результате протекания экзотермической реакции
образования интерметаллидов,
которая должна происходить с достаточно высокой скоростью, а потери тепла за счет теплоотвода должны быть минимальными [5].
В связи с этим мы бы разделили ДТ-эффект в описанных системах на истинный и ложный. Истинный ДТ-эффект — это снижение температуры появления жидкости в контакте за счет образования легкоплавкой метастабильной эвтектики. При локальном же разогреве контакта образцов создается видимость ДТ-эффекта, который мы бы назвали ложным, кажущимся.
Это двоякое толкование природы ДТ-эффекта КП вызвано имевшими место экспериментальными
трудностями: 1) не всегда удается обнаружить экзотермические реакции даже тонкими экспериментами вследствие большой
теплопроводности образцов и рассеивания тепла в окружающее пространство- 2) не удается
непосредственно в процессе эксперимента зафиксировать
протекание КП согласно
метастабильной диаграмме состояния прямыми методами исследования- 3) трудно определить, вклад какого из процессов преобладает в каждом конкретном случае.
Недостаточно исследована также кинетика роста промежуточных фаз в сложных системах и самого процесса КП в них. Исследования в этой области помогли бы решению многих технологических задач в металлургии и в полупроводниковой
промышленности, определению
практических условий получения контактных прослоек с наперед заданными свойствами.
Изучение влияния внешнего электрического поля на жидкую зону в процессе КП позволяет с достаточной надежностью и точностью находить такие характеристики расплавов, как подвижности ионов отдельных компонентов и т. д. С другой стороны, эти исследования дают возможность выработать определенные
рекомендации по совершенствованию способов воздействия на кинетику формирования жидкой зоны в контакте двух металлов, на регулирование фазового состава, что значительно расширило бы область практического применения КП. Однако многие проблемы, связанные с влиянием электрического поля на процессы фазообразования до и после начала КП в системах с химическим взаимодействием компонентов и на ДТ-эффект КП, не изучены.
Задачи:
1. Разработать методики и собрать
экспериментальные установки,
позволяющие внедрить компьютерные технологии сбора и обработки данных по исследованию процесса КП (изменение и стабилизация температуры, скорость КП в стационарном режиме, измерение автотермоЭДС в контакте исследуемых образцов, визуальное наблюдение за процессом контактного взаимодействия и сохранение и обработка результатов
экспериментов).
2. Исследовать теоретически
возможности доэвтектического КП -согласно метастабильным
диаграммам состояния или за счет экзотермических реакций образования промежуточных фаз.
Методика эксперимента
Для осуществления КП были получены образцы из материалов «особой чистоты» (максимальное
содержание примесей не превышало
0,001−0,008%) в виде
поликристаллических цилиндров
диаметром 3−4 мм и высотой 10 мм. Контактируемые поверхности
образцов были зеркально
отполированы. Перед опытом образцы отжигали в водородной среде в течение 5−6 часов для снятия внутренних напряжений и наклепа обработки. Контактируемые
поверхности образцов подвергались тщательной шлифовке, механической и химической полировке и хранились до опыта в глицерине. Поверхности образцов промывали этиловым
спиртом для снятия жиров и других органических загрязнений.
КП проводилось в среде водорода с целью создания восстановительной атмосферы. Водород получали путем электролиза водного раствора щелочи. Очищенный водород
поступал в камеру, в которой
осуществлялось КП (рис. 1).
Держателями образцов 3, 4 здесь являются зажимы на винтах, которые позволяют устанавливать строго отцентрированные образцы 5 независимо от их геометрических размеров.
После экспериментов контактные зоны образцов исследовали с применением микроструктурного, рентгенографического, локального рентгеноспектрального методов анализа, а также измеряли микротвердость.
Рис. 1. Камера для контактного плавления: 1. Кварцевая колба. 2. Электронагревательная печь. 3.
Верхний образцедержатель. 4.
Нижний образцедержатель. 5.
Образцы. 6. Микрометр. 7.
Фотопленка с градиентной заливкой. 8. Оптопара
Для гальванической развязки нижний образцедержатель 4 прикреплен к основанию камеры через фарфоровую прокладку. Верхний образцедержатель 3 свободно
перемещается по вертикали и нижним концом опирается на датчик измерителя перемещения (микрометр КИ 0,01 мм).
На уровне образцов в камере имеется окошечко (на рис. не
показано), через которое
производится визуальное
наблюдение, фотографирование образцов в процессе КП и измерение толщины контактной прослойки с помощью катетометра В-630. Роль термостатирующей печи играет
нихромовая спираль (диаметр проволоки 0,8 мм), намотанная вдоль кварцевой трубки 1 и присоединенная к высокоточному регулятору температуры (ВРТ-2). Высокая стабилизация температуры в рабочей камере объясняется помещением спая регулирующей термопары между витками нагревательного элемента печи.
Для исследования кинетики КП в стационарном режиме был
изготовлен датчик перемещения на основе микрометра (рис. 2) с
использованием диска,
изготовленного по специальному методу, фотопленки с градиентной заливкой и оптопарного датчика. Принцип измерения основан на зависимости напряжения на
фотодиоде от светопроницаемости пленки с градиентной «полярной» заливкой, расположенной между светодиодом и фотодиодом.
Считывающим информацию с фотопленки прибором является
оптопара 6 (рис. 2) (светодиод и фотодиод, работающий в
инфракрасном диапазоне частот).
Ре
2
Рис. 2. Датчик перемещения: 1. Микрометр. 2. Стрелка. 3. Подложка. 4. Фотопленка с градиентной заливкой. 5. Винт. 6. Оптопара
Температуру на образцах определяли при помощи хромель-алюмелевых термопар с точностью до ± 0,05оС. Точность измерения
температуры
градуировкой
интервалах
применением
высокоточных
была повышена термопары в малых температур и
для измерений приборов -микровольтамперметра Ф116/1 и потенциометра постоянного тока Р37.
Для исследования повышения температуры в зоне контакта за счет химических экзотермических реакций образования интерметаллидов был использован метод автотермоЭДС [8]. Образцы, А и В токопроводящими проводниками соединяют с чувствительным микровольтметром и в разъединенном положении помещают в камеру для КП. После установления необходимой
температуры (ТКП) их приводят в контакт. Зона контактирования образцов играет роль измерительного спая дифференциальной термопары. Точки контактов образцов, А и Вс проводами, имеющие температуру термостата, выполняют функцию контрольного спая
дифференциальной термопары.
Регистрацию тепловых эффектов производят путем измерения разности температур термостата и
зоны реакции, а величину,
продолжительность и знак теплового эффекта определяют по величине, продолжительности и направлению термотока.
Истинные значения изменения температуры устанавливают по
результатам исследований
зависимости термоЭДС для данной пары образцов, А и В на
разработанной и собранной нами универсальной установке (рис. 3).
Рис. 3. Структурная схема для измерения ВАХ и термоЭДС
ТермоЭДС измеряли прибором иТ-70с или потенциометром Р37
методом сравнения. Разность температур определяли:
АТ = Тз — (Т1 + Т2)/2.
Торцы образцов охлаждались проточной водой для создания разности температур между торцами и прослойкой. Измерение температуры проводили хромель-алюмелевыми термопарами Т1, Т2, Т3 с точностью 0,05оС. Нагреватель изготовлен из нихромовой проволоки диаметром 0,8 мм, намотанной на стеклянную трубочку с внутренним диаметром, равным диаметру
образцов.
Определение ВАХ прослоек образцов осуществляли при помощи регулируемого источника постоянного тока (РИПТ).
Для автоматизации процесса сбора и обработки данных (температура контакта образцов, скорость КП в стационарном режиме, автотермоЭДС образцов, падение напряжения на образцах в токовом режиме, визуальное наблюдение и др.) нами был применен
высокоточный аналого-цифровой преобразователь ЫЮДО 9211сРЮ, а также соответствующая программа обработки результатов оболочки LabVieW. Прибор подключался к персональному компьютеру через порт иБВ. Устройство позволяет измерять параллельно 4 канала данных.
КП изучали при двух режимах нагрева контакта образцов.
1. Образцы приводились в контакт в водородной среде при комнатной температуре. Затем включалась печь, и образцы нагревались с различными скоростями до определенной температуры, при которой и выдерживались в течение 0,1−3,0 часов (медленный нагрев контакта образцов) —
2. Образцы, укрепленные в держателях, нагревались в водородной среде раздельно до определенной температуры, после достижения которой приводились в контакт (импульсный нагрев контакта).
Результаты экспериментов
Исследование явления КП в системе РЬ-Те представляет интерес не только с точки зрения строения диаграммы состояния, но и с практической стороны, поскольку особо чистый свинец идет на
изготовление
термоэлектрогенераторов, в которых осуществляется прямое превращение тепловой энергии в электрическую. Эффективными материалами для изготовления
термоэлектрогенераторов также служат теллурид и селенид свинца.
На диаграмме состояния системы Те-РЬ имеется одно химическое соединение — РЬТе, содержащее 38 вес.% Те (рис. 4). Эвтектика РЬТе+РЬ плавится при 4050С и содержит 78,5 вес.% Т. е. Температура плавления эвтектики РЬ+РЬТе практически равна температуре плавления свинца (концентрация теллура в эвтектике составляет 0,05−0,1 вес.% Те). Интерметаллид РЬТе, образующийся в результате взаимодействия свинца с теллуром, плавится с открытым максимумом при 9170С и имеет интервал гомогенности, пределы которого изменяются в зависимости от температуры и скорости охлаждения.
Масс-спектрометрическое изучение состава парогазовой фазы над сплавами свинец-теллур показало, что в парах имеются ионы: РЬТе+, РЬ+ и Те+. Теплота образования теллурида свинца по реакции РЬ+Те^РЬТе составляет 81 ккал/моль [10].
В интервале 90−200К
теплопроводность изменяется
обратно пропорционально
температуре. Значение термоЭДС для теллурида свинца при комнатной температуре может быть принято равным 50−100 цУ. Характер температурной зависимости
электропроводности РЬТе
определяется не только чистотой теллурида, но и природой легирующей примеси. Электрические свойства РЬТе значительно изменяются под воздействием давления.
Вес. °/о
Рис. 4. Диаграмма состояния системы РЬ-Те
В системе РЬ-Те процессы КП ранее никем не были исследованы.
В контакте чистых компонентов РЬ и Те при температуре 2000С и выше при обоих режимах нагрева начинается образование
интерметаллида РЬТе и слабое схватывание образцов. С
увеличением температуры и времени выдержки толщина промежуточной фазы увеличивается.
При медленном режиме нагрева (рис. 5), в момент образования
интерметаллида РЬТе, начиная от температуры 2000С, происходит
постепенный нагрев зоны контакта (участок а) в результате
экзотермической реакции образования РЬТе.
Когда температура на поверхности образцов достигает примерно 3150С, в зоне контакта за счет
экзотермической реакции
температура повышается (более 100С) до температуры эвтектики РЬ+РЬТе (326,70С). На участке Ь-с резкий скачок термоЭДС вверх указывает как раз на это повышение. В результате появления жидкой фазы эвтектического состава кривая автотермоЭДС падает вниз (рис. 5, участок с-б) и почти сразу происходит взрывообразное повышение
температуры (участок б-е). Образцы разогреваются добела и полностью расплавляются. Плавление приводит к понижению кривой автотермоЭДС (рис. 5, е-/). Затем начинается
процесс кристаллизации с выделением соединения РЬТе из расплава, который увеличивает
температуру (рис. 5, Г-д). недостаточно образования происходит соединения. происходит
в зоне кристаллизации, Но этой энергии уже для последующего зон плавления, и
только разогрев
Таким образом,
затухающий колебательный процесс образования и кристаллизации соединения РЬТе и эвтектики РЬТе+РЬ.
Время, хЗсек.
Рис. 5. Зависимость температуры на образцах (кривая 1) и автотермоЭДС образцов (кривая 2) от времени при медленном режиме нагрева в системе РЬ-Те
В импульсном режиме нагрева картина процесса контактного
взаимодействия меняется. После контактирования образцов при 3200С сразу появляется первичная жидкая фаза, автотермоЭДС падает до минимума (рис. 6, участок а-Ь). В течение короткого времени образовавшиеся зародыши жидкой фазы образуют сплошную жидкую зону. Можно предположить, что эта первичная жидкая фаза по своему составу представляет собой
метастабильную эвтектику РЬ+Те. Эту фазу для структурного анализа сохранить невозможно из-за быстроты протекания процессов.
Через несколько десятков секунд происходит взрывоподобная
экзотермическая реакция
образования соединения РЬТе (рис. 6, участок Ь-с). Участок Ь-с совпадает с резким повышением температуры в зоне контакта образцов. При этом начинается процесс плавления
8
7
4
2
0
АвтотермоЭДС, шУ
стабильной эвтектики РЬТе+РЬ, на который указывает понижение автотермоЭДС на кривой (рис. 6, участок о-б). Следующей стадией наблюдаемого процесса является кристаллизация эвтектики РЬТе+РЬ и образование дополнительной порции соединения РьТе (при отключенной печи) из не вступивших в реакцию остатков компонентов. Это вызывает повторное увеличение температуры (рис. 6, участок б-е), за счет чего происходит плавление зоны контакта (рис. 6, участок е и далее). В результате в зоне контакта повторно появляется жидкая эвтектическая фаза РЬТе+Те. Процесс завершается образованием соединения РЬТе в полном объеме.
Время, сек.
Рис. 6. Зависимость температуры на образцах (кривая 1) и автотермоЭДС образцов (кривая 2) от времени
в импульсном режиме нагрева в системе РЬ-Те
РЬТе
РЬ
Те
Рис. 7. График зависимости микротвердости вдоль прослойки образцов РЬ-Те, полученной при 300 °C и выдержке 30 мин
Некоторые несоответствия в ходе температурной кривой и кривой автотермоЭДС на участках Ь-о, о-б, б-е, е^ и 1^-д (рис. 6) и участках а-Ь, Ь-о, о-б и б-е (рис. 6) объясняются недостаточной для таких интенсивно протекающих процессов
чувствительностью и инертностью термопары, которая не успевает фиксировать сложные процессы, происходящие в контактной зоне образцов.

св/сз/об ггчз^зё
сй/оз/оБ і?: іа чо
?6/оз/об гг із чз
?6/оа/сє V і а О з
06/03/06 17= I Э И 7
0Б/03/0Б
: *
17: І9і13
Рис. 8. Покадровая видеозапись процесса КП системы РЬ-Те
На рис. 7 дан график зависимости микротвердости вдоль прослойки образцов РЬ-Те, полученной при 3000С и выдержке 30 мин. Микротвердость соединения РЬТе намного больше микротвердости чистых компонентов.
Проведенная видеозапись
эксперимента (рис. 8) позволила
установить, что в течение 1/24 с. образцы раскаляются добела и происходит полное расплавление веществ. Примерная скорость взрыва была установлена с помощью покадровой цифровой видеозаписи эксперимента.
В первом ряду (рис. 8) показан процесс приведения в контакт образцов РЬ и Те (РЬ сверху) и образование жидкой фазы. Во втором
— непосредственно процесс интенсивного, взрывоподобного
саморазогрева образцов. В третьем ряду — начало кристаллизации интерметаллида РЬТе.
Таблица 1
Термодинамические данные материалов
Параметр Единица измерени я Р Ь Те РЬТе
Н298,15 Дж/моль 0 0 -68 617,6
3298,15 Дж/моль 64,81 49,53 246,019
Ср 298,15 Дж/мольК 26,46 25,71 128,73
Ср =а+ +Ь10−3Ї+ +с-105Т-2 а 23,55 19,18 47,2
Ь 9,74 21,98 11,3
с 0 0 0
р103 кг/м3 11,34 6,25 6,424
Температур ный интервал — 273−900 298−720 —
Кг/моль 207,21 1 0−3 127,610−3 167,4−10−3
Считая, что в контакте происходит экзотермическая реакция
образования соединения РЬТе, мы по термодинамическим данным (табл. 1) оценили повышение температуры в контакте. При этом были сделаны следующие допущения:
1. Оба образца длиной по 10 мм полностью расходуются на образование интерметаллида.
2. Не учитываются потери тепла за счет теплопроводности и излучения.
В соответствии с первым допущением масса контактируемых веществ равна 1,24−10& quot-3 кг, что составляет
у = т =-------124−10−3------- = 0
т (207,21- 0,5 +127,61) -10−3 молей соединения.
Подставив в формулы (2.4.1. 10) соответствующие значения из таблицы 1, находим:
Л — Т + Ль — 10−3Г2
_ + лн о — ла. т
ЛН = - + лн0 — Ла — Т —
2
ЛЬ — 10−3Т02 4,47 — 599 — 20,42 -10- - 5992
— 68 617,6 -1332 —
20,42 -10~3 — 2982
= -71 367,5Дж / моль.
Умножая АНТ =71 367,5 Дж/моль на количество молей (0,007 моль) в данном объеме, получим:
АОвЫб=-71 367,5Дж/моль 0,007моль
=499,8Дж
Повышение температуры в контакте при 3260С определяется:
АT = О- =--------------499,6 3-= 9,20С
Ср 47,2 +11,3 -10−3 • 599
Таким образом, мы видим, что рассчитанная температура
экзотермической реакции
образования интерметаллида далеко недостаточна для экспериментально обнаруженного разогрева до температуры более 9000С.
Несоответствие расчетного и экспериментально обнаруженного разогрева контакта объясняется тем, что большая часть интерметаллида образуется путем кристаллизации метастабильной жидкости. Такой механизм обеспечивает более интенсивное образование прослойки по сравнению с реакционной
2
2
2
диффузией в твердой фазе, предполагавшейся в расчете.
Появление метастабильной
жидкости нами рассмотрено с точки зрения «правила ступеней», сформулированного В. Оствальдом [7]. Применительно к
рассматриваемому явлению это означает, что в контакте образцов последовательно зарождаются как метастабильная жидкая, так и промежуточная стабильная фаза. Соотношение вероятностей
зарождения новой фазы таково, что в любой момент времени образования контактной прослойки теплота, выделяемая при образовании соединения РЬТе и смешении компонентов, больше поглощается при плавлении, что обусловливает однозначность
разности температур контакта и термостата. Процесс формирования прослойки заканчивается
подавлением роста жидкой фазы и поглощением ее растущим интерметаллидом.
Заключение
При исследовании системы РЬ-Те мы пришли к следующим выводам:
1. Разработана универсальная
установка для комплексного исследования процесса КП в системах, образующих
интерметаллиды. Для автоматизации процесса сбора и обработки данных (температура контакта образцов, скорость КП в стационарном режиме, автотермоЭДС образцов, падение напряжения на образцах в токовом режиме, визуальное наблюдение и др.) был использован аналогоцифровой преобразователь.
Устройство подключалось к персональному компьютеру через универсальный порт иББ. Нами приспособлена миниатюрная
видеокамера для цифровой видеозаписи течения эксперимента с целью дальнейшего анализа его хода при покадровом просмотре.
2. Впервые применен метод автотермоЭДС для фиксации
фазовых превращений при КП сложных систем.
3. Установлено явление КП и
температуры его проявления в системе РЬ-Те при медленном и импульсном режимах нагрева. При исследовании КП в данной системе наблюдался эффект
взрывообразного повышения
температуры в зоне контакта после образования жидкой эвтектической фазы (РЬТе+РЬ) со спонтанным образованием интерметаллида РЬТе. Данное явление
зафиксировано и с помощью цифровой видеозаписи.
4. Установлено, что при медленном режиме нагрева в
системе РЬ-Те КП наблюдается при 315 °C в печи, что ниже эвтектической температуры плавления стабильной эвтектики на 11,7°С. На самом деле в контакте температура повышается до эвтектической за счет экзотермической реакции
образования соединения РЬТе.
При импульсном режиме нагрева КП наблюдается при 320 °C за счет протекания процессов образования метастабильной эвтектики РЬ+Те.
При обоих режимах нагрева происходит затухающий
колебательный процесс образования и кристаллизации соединения РЬТе и эвтектики РЬТе+РЬ.
Примечания
1. Батырмурзаев Ш. Д., Дажаев П. Ш., Пацхверова A.C., Савинцев П. А. Метастабильные процессы как причина АТ-эффектов при контактном плавлении // Поверхностные явления в расплавах. Киев, 1982. С. 267−272. 2. Глузман X., Гершунс A.A., Палатник A.C., Плоткина Д. Е., Мильнер P.C. Квазиравновесные эвтектики в системах типа ангидрид-амин // ЖФХ. 953. Т. 27. Вып.9. С. 1304−1310. 3. Кармоков А. М., Кириллов В. М. Исследование контактного плавления в металлических системах с химическим взаимодействием // Изв. вузов. Физика. 1976. № 1. С. 94−96. 4. Кучеренко B.C. Метастабильное контактное плавление // Металлофизика. Киев: Наукова думка, 1975. № 59. С. 92−96. 5. Саввин B.C., Айтукаев А. Б. Способ исследования кинетики фазовых превращений и химических реакций, происходящих между твердыми металлическими образцами. A.c. SU № 1 497 539 А1 от 01. 04. 89. Бюл. № 28. 6. Савицкий А. П. Жидкофазное спекание систем с взаимодействующими компонентами. Новосибирск: Наука, 1991. С. 39−42. 7. Фольмер М. Кинетика образования новой фазы. М.: Наука, 1986. 208 с. 8. Хайрулаев М. Р., Гусейнов А. Н. О природе контактного плавления в системе Cu-Cd // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1984. Т. 20. № 4. С. 599−604. 9. Хайрулаев М. Р. О развитии научных исследований явления контактного плавления. Депонировано в ВИНИТИ 23. 07. 1998 г., № 2350-В98. 58 с. 10. Чижиков Д М., Счастливый В. П. Теллур и теллуриды. М., 1966. 334 с.
Статья поступила в редакцию 26. 07. 2009 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой