Спекание. Рекристаллизация . Часть 4

(46)

или

(47)

Таким образом, неизбежен градиент концентрации вакансий в теле, в результате которого устанавливается их диффузионный поток от внутренних пор к внешней поверхности тела; через внешнюю поверхность вакансии удаляются из тела. С этой точки зрения спекание представляет собой удаление пор из тела путем самодиффузии.

Исходя из этих соображений, Пинес [87] показал, что скорость изменения радиуса поры в процессе спекания может быть выражена уравнением

(48)

где 6 — постоянная кристаллической решетки тела.

1 В вопросе о роли поверхностной диффузии в процессе спекания имеется еще много неясного. В литературе можно встретить указания на существенное ее значение. Однако анализ многих экспериментальных данных показывает, что в действительности поверхностная диффузия носит подчиненный характер; она может сказываться в известной мере на процессе спекания лишь на ранних его стадиях и при весьма малых значениях а [87, 130].

По этому уравнению значение скорости примерно вменьше,

чем по формуле (43), предложенной в свое время Френкелем, который считал, что соотношение между коэффициентами вязкости и самодиффузии соответствует равенству

(49)

Полученная из уравнения (48) продолжительность полного спекания

(50)

В случае пор радиусом а « 10-3 — 10-4 см значение продолжительности полного спекания по этому уравнению оказывается в 106 — 108 раз большим, чем по уравнению (44).

Пинес [87, 131] показал, что экспериментальные данные о продолжительности процесса спекания порошков значительно лучше согласуются с уравнением (48), чем с уравнением (43), и что обе теории спекания (диффузионная Пинеса и вязкого течения по Френкелю) приводят к эквивалентным результатам, если не распространять на кристаллические тела соотношение (49), свойственное жидкостям, а считать для кристаллических тел справедливым

В связи с встречающимися иногда попытками объяснить мгновенное или весьма быстрое протекание реакций в кристаллических смесях их интенсивным спеканием (по Френкелю), следует заметить, что значение продолжительности процесса спекания или коэффициента диффузии по уравнениям (44) и (49) получается заниженным против действительных на 6—7 порядков. В действительности продолжительность полного спекания, например спрессованного порошка металлической меди при радиусе пор ао = = 10-3 см и t = 900-1000° С, составляет несколько часов [87].

Существенно, что если по уравнению Френкеля (43) со временем линейно меняется радиус поры (а изменение ее объема пропорционально корню кубическому из продолжительности процесса), то по уравнению Пинеса (48) линейным является изменение объема поры со временем.

 

Другие части:

Спекание. Рекристаллизация . Часть 1

Спекание. Рекристаллизация . Часть 2

Спекание. Рекристаллизация . Часть 3

Спекание. Рекристаллизация . Часть 4

Спекание. Рекристаллизация . Часть 5

Спекание. Рекристаллизация . Часть 6

Спекание. Рекристаллизация . Часть 7

Спекание. Рекристаллизация . Часть 8

Спекание. Рекристаллизация . Часть 9

Спекание. Рекристаллизация . Часть 10

Спекание. Рекристаллизация . Часть 11

Спекание. Рекристаллизация . Часть 12

Спекание. Рекристаллизация . Часть 13

 

 

Содержание