химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

играют существенную роль в разных аспектах. При этом в первую очередь следует иметь в виду элементарные кислород, азот и водород, которые присутствуют при эмалировании. Ниже представлены основные черты поведения металлов при взаимодействии с газами, причем несомненно, что наибольшее значение приобретает водород (дефекты, обусловленные водородом). Окислительная реакция кислорода с металлами, сопровождающаяся окалииообразованием, рассматривается в разделе 4.4.

Кислород и азот являются компонентами атмосферного воздуха, тогда как водород получается только в результате химических реакций, например при травлении кислотой или вследствие восстановления воды, возникающей при разложении каолинита, дегидроксилизации групп ОН-, постоянно находящихся на поверхности фритты, или влаги, содержащейся в печной атмосфере, металлическим железом.

Взаимодействие металлов с газами — процесс весьма сложный, включающий в себя такие этапы как адсорбция, абсорбция, диффузия, растворение, окклюзия и десорбция (эффузия). Такие показатели как водородопроницаемость или время прохождения водорода, применяемые на практике для оценки поведения водорода чаще всего, являются, таким образом, результатом целого комплекса явлений.

Поведение газов от входа до выхода зависит не только от типа газа и металла, но и от состояния поверхности, структуры, неоднородностей, микро- и макродефектов, давления газа, температуры и т. д. Поглощение газа в зависимости от условий образования соединений может приводить к диффузии, чистому растворению в решетке и окклюзии. Оно может быть или эндотермическим (например, при поглощении водорода железом, никелем, медью и алюминием), или экзотермическим (при поглощении водорода титаном). Зависимость растворимости газа L от температуры при эндотермическом процессе представлена уравнением

Z. = K0exp<—QIRT). ' (4.4)

Отсюда следует, что растворимость увеличивается с повышением температуры, как показано на рис. 4.6 на примере растворения водорода, азота и кислорода в разных металлах. Из диаграммы четко видно влияние модификаций железа на растворимость в нем газов.

Металлы, которые адсорбируют газы экзотермически, например, титан (TiHii8) или цирконий (ZrHi,9), имеют почти стехиометрическую растворимость, которая уменьшается с повышением температуры.

во

Зависимость растворимости от давления подчиняется в основном закону Сивертса

Ь = Кл/р. (4-5)

Для отдельных металлов и газов отсюда могут быть получены следующие значения равновесного растворения, % (по массе): водород—Ю-7 в алюминии (500 С), 3-Ю-5 в хроме (600 °С), 8-10~6 в меди (600 °С), 10-< в железе (600 °С), 5Х X Ю-4 в никеле (600 °С), 0,2 в а-титане (500 °С); кислород —

Рис. 4-6. Зависимость растворимости водорода в разных металлах от температуры; на диаграмме слева вверху — зависимость растворимости кислорода и азота в железе от температуры по разным литературным данным

0,01 в меди (600 °С), 0,03—0,06 в железе (800 °С), практически нерастворим в алюминии; азот — 0,1 в железе (600 °С), практически нерастворим в алюминии.

Общая способность поглощения газа металлом называется аккумулирующей способностью или окклюзией. Помимо физической растворимости в решетке в этот показатель входит также внедрение атомов газа на границах зерен, в дислокации, неоднородности, царапины и пустоты («ловушки», Чу, 1961). Определяющим этапом всего процесса поглощения газа является перенос имеющегося газа в глубь металла. Эта диффузия подчиняется законам Фика. В случае водорода перемещаются не молекулы, а атомы (Чу, 1961; Вибранс, 1961) или даже протоны (Шуман, Эрдман-Есницер, 1953; Пипер и др., 1953).

Диффузия также зависит от давления. На рис. 4.7 приведены зависимости диффузии от д/р Для разных температур,

В1

I/p, ffirm

выражающиеся прямыми. На рис. 4.7 эти зависимости даны для поглощения водорода железом и никелем. Одновременно показана растворимость водорода в меди (Айхенауэр, Пеблер, 1957). Зависимость диффузии от температуры согласуется с общим уравнением (по Смит-тел су)

Рнс. 4.8. Зависимость коэффициентов диффузии водорода и других атомов внедрения в разные металлы от температуры; для сравнения приведены атомы замещения (само-диффузня; по разным данным):

/ — Н, в Fea: 2 — Hi. в А1: 3 - Н, в А1; 4 — Н. в Т|; 5 — Н, в Си; 6 — И, в Fe^ 7 — Ci, Ns в Pea; 8 — то же, в Fe„; 9 — атомы замещения в железе

D = D.WVP ехр(—QDi(2RT)]. (4.6)

Для диффузии водорода в разные металлы по сравнению с другими атомами внедрения (азотом и углеродом) и атомами

./ замещения в железе получается тем' пературная зависимость, представленная на рис. 4.8.

Диффузия осуществляется преимущественно внутри кристаллической решетки и тормозится границами раздела фаз, дислокациями и

Рис. 4.9. Кажущийся коэффициент диффузии водорода в стали в зависимости от NY—объемной доли

ami о,ооыу№ N„

пустот (Дейвис и др., 1975)

микропустотами, а в меньшей степени и границами зерен. Препятствие диффузии водорода в сталь через пустоты представлено на рис. 4.9.

•г

В пустотах соби

страница 20
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221

Скачать книгу "Эмаль и эмалирование" (6.29Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
сав тав плёнки для печати
nk 150-400/394
вентилятор вцп 7-40 8 37 квт схема 1 владивосток
красная волчанка последствия

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(15.12.2017)