Спекание. Рекристаллизация . Часть 5

Действительно, преобразуя уравнение (48), получаем:

и, поскольку

Если спекаются сферические частицы начального радиуса а с плоским телом (рис. 27) или с такой же частицей (рис. 28), то, как показал Пинес [87], по истечении времени т с начала процесса радиус «круга соприкосновения» частицы с плоскостью составит:

(52)

и радиус «круга соприкосновения» одной частицы с другой:

(53)

В соответствии со сказанным выше относительное изменение объема тела, содержащего N пор в 1 см3, составляет:

(54)

В практических условиях процесс спекания тела может быть сильно осложнен наличием и неравномерным зарастанием в нем пор разного диаметра.

Дело в том, что, согласно сказанному ранее концентрация вакансий должна быть больше вблизи мелких пор, чем вблизи крупных. При относительно небольших расстояниях между порами эта разница в концентрациях вакансий создает их поток от мелких пор к крупным, или, иначе, поток атомов в обратном направлении. В результате должен увеличиваться объем крупных пор за счет зарастания мелких. При этом средний размер пор, естественно, увеличивается. Экспериментальные данные хорошо согласуются с этим положением. Так, Райнс, Бирченолл и Юз [132] в процессе спекания порошка меди в среде водорода установили уменьшение количества мелких пор размером 9—10-8 см2 и увеличение более крупных пор (табл. 13).

Зарастание пор, естественно, может привести к уменьшению их количества в единице объема материала и к соответствующему замедлению процесса спекания в целом.

Описанное явление может значительно осложняться при наличии газа в замкнутых порах. В этом случае скорость спекания в каждый данный момент определяют разностью между «отрицательным» капиллярным давлениемстягивающим пору, и избыточным давлением газа

действующим в обратном направлении, где Ро и Рх — давления газа в порах соответственно при температуре прессования То и температуре спекания 7\, которая больше, чем То. Давление Ро в порах равно давлению вне пор во время прессования и спекания.

Очевидно, что в принципе возможны три случая: Pк>Р1; Pk<P1 и Рк = P1 соответственно чему процесс может идти в сторону уменьшения объема поры, увеличения его или вообще прекратиться.

Из приведенного выше уравнения следует, что расширяющее действие газа в замкнутой поре тем более существенно, чем больше первоначальный радиус поры. В процессе нагревания пористого тела поры достаточно большого начального диаметра могут даже расти в результате давления газа (если он, разумеется, не диффундирует из пор в зоны меньшего давления или его диффузия существенно не меняет картины).

 

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