химический каталог




Эмаль и эмалирование

Автор А.Петцольд, Г.Пёшманн

иже.

При эмалировании титана наблюдается прямая реакция с составляющими расплава (Ситникова и др., 1971, 1974); в ходе ее на поверхности контакта восстанавливаются оксиды, образуются силициды (например, Ti5Si3, Cr3Si), а также (в зависимости от состава эмали) и элементы (железо, кремний, никель и т. д.).

Выделившийся кислород диффундирует в титан и образует твердый раствор, а также переходную зону, насыщенную газом.

В контакте металла с электролитом (эмалью) образуется система, в которой металл принимает отрицательный заряд, а расплав — положительный и возникает электрический двойной слой. Измерения показали, что емкость двойного слоя достигает 40 мФ/см2, потенциал возрастает до 1 В, а плотность зарядов —50 мКл/см2 (Журавлев, Матусов, 1972).

Скорость перехода ионов в системе металл — эмалевый расплав была измерена при 900—1040 °С (Никитин, Смирнов, 1961) и составила (2—10) • 10-^ г-ат-см^-с-1. Оксиды никеля и кобальта повышают эту скорость. Для отдельных металлов получаются следующие скорости обмена и:

Металл Fe Си №

°С . . 1040 960 960 900

Ь, 10"' г-ат-слГ'-с"1 8,5 5 10,5 3,5

Однако эти процессы затухают, если на поверхности металла откладываются фазовые новообразования, которые пассивируют металл и изменяют знак заряда на обратный (перезарядка).

5.3.2. Реакционная способность реальных расплавов

В большинстве случаев между металлом основы и реальным расплавом есть некоторое взаимодействие, поскольку в техническом процессе растворенные газы (кислород, водяной пар, водород) не удаляются из расплава; кроме того, нельзя исключить подвод воздуха и продуктов реакции.

Водяной пар, поступающий в зону реакции, и растворенный, а также диффундирующий кислород повышают окисле73 ние металла и концентрацию его оксида в эмали. Фактором расплава, определяющим коррозию, являются в основном связанные группы ОН (Иванова и др., 1982; Булер и др., 1983, 1984). Диффузия кислорода через эмалевый слой относительно невелика (Дитцель, 1979). Тем не менее, показано (Готтарди и Локарди, 1954), что в расплаве железо в кислородной среде растворяется быстрее, чем в аргоне. Окисление в эмалевом расплаве при 800 "С существенно зависит от парциального давления кислорода (Готтарди, Чоатто, 1957).

Если в результате взаимодействий выделяется водород, то он частично поглощается металлом основы, а частично переходит в расплав, где действует как восстановитель. Доказано

50 100 150 0 г 4 6 в 8 FeO, t7FeO, „

1,мкм гоЯж, пин ZfeiPs 3Fe203

Рис. 5.2. Растворение окалииы в грунтовой эмали:

а — диффузионные зоны (Колева, Шульц, 1973)', 6?—зависимость содержания оксидов железа в эмали от вида эмали и продолжительности офкига (/ и 2 — кривые по Беляеву, I960; штриховые линии — по Дитцелю и Моэрсу, 1933); а — влияние оксидов железа на вязкость (Петцольд, 1953 с); А, В —эмали; I— расстояние от поверхности листа, мм; 1 — эмаль без бора; 2 — борсодержащая эмаль; 3— общее содержание оксидов железа; 4 —содержание оксидов железа в растворе; 5 —кристаллы оксида железа

(Хили и Эндрюс, 1951; Берг и Гуменик, 1952), что в грунтовых эмалях происходит восстановление иона кобальта. В стекле, содержащем оксид железа, был обнаружен переход трехвалентного железа в двухвалентное под действием водорода (Джонстон, Челко, 1970). Появляющийся ион водорода внедряется в стеклянную решетку, как группа ОН.

При взаимодействии расплава и металла необходимо учитывать также продукты реакции (оксиды, металлы, соединения, ионы). Растворение оксидов в силикатных расплавах протекает легко, если это снижает внутреннюю энергию и улучшает экранирование ионов Si4+. Самым известным примером является растворение окалины при эмалировании железа. Та-сиро (1949) приводит коэффициент диффузии для перехода FeO в эмаль (при 885°С), равный 6- Ю-8 см2/с; согласно Никитину и Смирнову (1961), при 1040 °С в зависимости от состава эмали этот коэффициент составляет (10 —i—100) ? Ю-8 см2/с, а по данным других авторов (l-f-3) • 10~* см2/с (при 850°С). Однако диффузия протекает не непрерывно; появляются четкие диффузионные зоны (рис. 5.2, а). Оксиды железа по-разному поглощаются эмалью, содержащей и не содержащей бор (рис. 5.2, б); при высоких температурах они снижают вязкость расплава (рис. 5.2, в).

С возрастанием растворения оксидов железа может произойти перенасыщение расплава и выделение этих оксидов, как уже было показано в классическом исследовании Дитцеля и Моэрса (1933), что отражено на рис. 5.2, б. Эти оксиды являются основой слоя сцепления, который должен иметься при всех видах грунтового эмалирования. Кроме того, при этом образуются и другие фазы, например силикаты (в особенности файялит), кобальтовые дендриты, никелевые и железные частицы, а также стеклянная фаза, насыщенная оксидами железа.

5.4. Явление сцепления между металлом и эмалью

Механическая связь в системах металл — эмаль определяется силами сцепления, которые проявляются в результате разных механизмов взаимодействия. Явление сцепления

страница 25
< 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
профнастил с-15 цена курск
радиаторы глобал купить
Lamborghini AXE 3 47 R
стоймость гидроскутера смарт баланс в казани

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
(03.12.2016)