химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

а, в технически важных температурных областях представляет собой нестехиометрический оксид состава Fei_*0, Где х может колебаться в пределах 0,05—0,14. Отклонения от стехиометрии происходят вследствие вакансий в частичной решетке железа. Отношение кислород/железо в вюстите явно зависит от температуры: при 570 °С оно составляет 1,06, до 1300 °С находится в пределах 1,05—1,17 (Гиддингс, Гордон, 1973). Оно увеличивается и с удалением от поверхности железа (Факкерт, 1955). При <570 С вюстит становится нестабильным и распадается в зависимости от условий по разным механизмам (Гофман, 1959; Фишер, Гофман, 1959) на Fe304 и a-Fe. Вследствие изменения плотности, связанного с этим распадом, в покровном слое появляются трещины. Однако на практике путем быстрого охлаждения этот распад в основном удается подавить.

Прочность сцепления таких оксидных слоев на металле зависит, во-первых, от толщины слоя (при толщине слоя <1 мм усилие отрыва составляет 10 МПа, при слое 0,3 мм — 2 МПа; Петере, Энгель, 1959), во-вторых, от взаимной ориентации атомов в металле и в покровном слое. Так, в системе железо— вюстит было обнаружено, что плоскости решеток с оди66 наковой плотностью упаковки атомов металла могут расти эпитаксически.

В системе медь—кислород существуют оксиды Cu20 и СиО. При температуре выше 370 °С в контакте с металлической медью стабилен только субоксид Cu20, ниже этой температуры он распадается на Си н СиО. Кислород легко диффундирует в медь и тоже поглощается решеткой. В процессе окисления алюминия при высоких температурах образуется только А120з — единственный стабильный оксид. Он создает тонкий слой и оказывает сильное защитное действие для основного металла.

5. ОСНОВЫ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ КОНТАКТА И ЕГО ВЛИЯНИЯ В СИСТЕМАХ МЕТАЛЛ — ЭМАЛЬ

При эмалировании взаимодействие металла и эмали определяется разными физическими, механическими и химическими факторами в комплексе. Однако для обеспечения стабильности системы решающими факторами являются (при условии достижения требуемого качества) в первую очередь три: смачивание, адгезия и внутренние напряжения. Они имеют общезначимый характер, рассматриваемый ниже в сочетании с другими взаимодействиями в системе.

5.1. Смачивание и адгезия

в системе металл — расплавленная эмаль

Для безупречного эмалирования требуется полное покрытие поверхности металла расплавом эмали. Ее смачивающие свойства и смачиваемость поверхности металла являются важными условиями для активного смачивания как решающего процесса при обжиге и для хорошей адгезии.

Проблематика смачивания была подробно рассмотрена Аппеном (1972, 1973, 1976) и в порядке обзора Аппеном и Петцольдом (1984). Авторы исходят в основном из этих идей.

5.1.1. Теория смачивания

Смачивание представляет собой особую форму взаимодействия между расплавом и твердым телом. Оно проявляется на практике как в растекании (смачивание, распространение1) капли по твердой поверхности, так и в стягивании (сжатии, несмачивании, «съёживании») пленки жидкости в капельки. Растекание и стягивание свободно развиваются с выделением энергии.

В энергообмене системы участвуют следующие доли поверхностной энергии (для простоты индекс [g], указывающий на газ, опускается):

у; — свободная энергия поверхности раздела твердое вещество — газ,

V/, п — свободная энергия поверхности раздела твердое вещество — жидкость,

у/г или оо — свободная энергия поверхности раздела жидкость— газ (поверхностное натяжение).

При смачивании твердой поверхности каплей постоянно устанавливается известный краевой угол смачивания t) (рис.

5.1). При термодинамиче^ni^l^ " ском равновесии (Ду = 0)

справедливо уравнение Янга:

^ T/ = Vf./i +YftCosO. (5.1)

Краевой угол в состоянии равновесия является мерой смачивающей способности жидкости или расплава; чем он меньше (т. е. чем больше его косинус), тем лучше смачивание. Для работы адгезии WAd справедливо уравнение Янга и Дюпре:

WAd = У, + Ун - Yf, 11 = *№ (1 + cos т>) = а„ (1 + cos й). (5.2)

Можно видеть, что нельзя судить о смачивании только на основании данных о поверхностном натяжении расплава, как это часто пытаются делать (см. Вайс, 1956; Рикман, 1958; Вагнер, 1977).

При процессах смачивания, которые затрудняются высокой вязкостью расплавов, на практике образуются два краевых угла: один при широком растекании капли (ОБ, рис. 5.1) и другой при стягивании разлитого расплава (t>K); эти углы называются углами наступления и отступления. Однако термодинамические зависимости не позволяют сделать вывод о том, будет ли смачивание идти кинетически эффективно, так как этому процессу противодействует еще механическая сила f. Таким образом, устанавливается кажущееся, кинетически заторможенное, равновесие смачивания. При этом к уравнению Янга добавляется дополнительный член ±f.

Силы {', противодействующие смачиванию и стягиванию, обусловлены разными причинами: высокой вязкостью раствора (расплава), структурной вязкостью, квазикристаллитностью, трением на поверхности раздела, х

страница 22
< 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
курсы автокада в москве марьино
подсветка авто
шоу я филиппа киркорова
установка приточная ма15е15-3 цена

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
(06.12.2016)