Мармер Э.Н. - Электропечи для термовакуумных процессов (1074335), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для некоторых технологических процессов, когда можно использовать и водород и вакуум. выбор среды определяется технико-экономическими соображениями. а также условиями безопасности и гигненнчности. 3. К элементам, которые могут нагреваться в двух и более газах, относятся медь, серебро, золото (1 группа), цинк, кадмий„ртуп руина), мышьяк, ы, кроме железа. ва каждого иэ мических предло да, а также от сурьма, висмут эьшает„что из 64 ючая лантаноиды действуют со вс в тшательно очиш металлов, имею- и наиболее расами активными енных инертных рактврнстнкн мат соединений аннов меется большое ~ работы, опуб.
хождение в знания лля циркольфрама- в 10, . для никеля— арення металлов и ~м [13] обобщень значительное рас парения. Так, эначе для молибдена и во хрома — в 1000 о 1968 г. [14]„ ия, которые суя титана, циркотала и вольфра ературах — в опубликованных и скорости испарен емых в [13].
Дп е, для гафния, тан прн высоких темп рой степени объ а (рис. 1.1) по яснить условиями данным [15] раз- ([[;.)б)уппа), олово и свинец ((У з (з«!аияз()ц)па) и все металлы УН1 групп ;.,фубер защитной среды ддя катре ::"~~[[())(..зависит от технико-эконо ;~[[()ин безопасности и охраны тру ""'[й](]йяз материала. ",'Н])твзеденная классификация пока )]~м][й)1::в природе, 36 металлов (вкл в~ззтрантязные актиноиды) взаимо ~~~щ.и могут нагреваться только т[([й)снзни В ВаКУУМЕ.
1З. Термоцннамнчвскне ха н их основных ~~~~:упругости пара и скорости нсп (](з[[рР)розно работ. А. Н. Несмеяновь ц)]~с')]з(алные до 1960 г. Им отмечено ц(]]))сц)(, упругости пара и скорости ис '(1)[(ьй:~игала могут различаться в 5, ~~:'~оббил и гафния — в 100. дпя $:;~ВЮ раэ. '-~":;::~); Коваленко с учетом работ, )фф)(б))(Ьт значения упругости пара и )з)(абх[[))вйно отличаются от рекоменлу )(()([~!~~::.'ванадия они в 10-50 раэ выш (б)~,,';:;-~ .в 10-100 рвз, для ниобия ;1[)й[10 раз. :,";.:~][)фас различия можно до некото Ф~~[(](риментов.
Например, для титан Р[]~': К1. Температурная зависимость ско- 1))]рт))::асвзрсния титана ш лри различных р)[))т$)нсс н давлениях остаточное среды Ф.—- -:-«."4:,::,.'- рекомендуемые значения [13, РУ вЂ” 10 . 10 Па (бсзмаслянзя )сз«[)т))на)) сЗ - 6,3 ° 1О Па (есзмасля- «в[),;'~раННПСа); с4 — 10 Па (ОтКаЧКа Ла- ~~4))ениным диффузионным насосом с 1~[])ноц ловУшкоа); с5 — 6,3 1О Па фФ((анна наромасляным диффузионным 1[(й))сом без азотноя ловушки) перечисленных месылок, требований дальнейшего исполь- рис.
12. темперетурнаи Ваеиснмость упре госте р пара медн, серебре, топота н упр, ГОСП7 ДИССОПИВДИИ НХ ОКСИДОВ: 7 — ХМО.„2 — С рл У -- Ла,-4 — Сотп 5 — Сп; 6 — Ап д 70 77 7У 73 79 7У 7У77 7д 777 у ~К т личия достигают 1000 раз прн давлении 6,5 - 10 э Па в зависимости от состава остаточной среды. Рекомендованные в «13, 161 значения упругости пара и скорости испарения химических элементов основаны на обобщении зкспери ментальных данных, полученных в основном на установках, откачи ваемых паромасляными диффузионными насосами с различными видами ловушек ддя уменьшения проникновения паров масла в откачиваемый сосуд. В этих случаях в разреженной среде, окружающей образец, могли находиться продукты разложения паров масла, концентрация которых определялась защитными свойствами ловушек.
Поскаль ку вакуумные печи в подавляющем большинстве имеют паромасляныс диффузионные насосы, то рекомендованные 113„16) значения упруго отей пара и скоростей испарения могут быль использованы в расчетах вакуумных электропечей. На поверхности металлов, подвергаемых нагреву в вакууме, могут нахощпься предварительно образованные химические соединения: оксиды, нитридь7, карбиды. Зги соединения могут также возникать в процессе взаимодействия металлов с разреженной средой.
Для оценки поведения химических соединений в вакууме необходимо знать значения их упругости пара и диссоциацни, и также скорости испарения. Экспериментальных данных по упругости пара и скорости испарения химических соединений сравнительно мало. Наблюдаемые существенные различия можно отнести за счет трудностей измерения высоких температур, влияния состава разреженной среды, а также за счет невысокой точности анализа. Медь„серебро, золото.
Изменения упругости пара меди, серебра н золота и упругости диссоциация их оксидов в зависимости от температуры приведены на рис. 1.2. Закись серебра АВСО практически полностью диссоциирует при атмосферном давлении н нагреве вьюк 24 Таблица 1.9. Упрттоссв пара в двссоцвацвв меда в ее оксидов, а такие скорость пммревпв меда в еаввсвмоств от температурм е 0 температура, С гааз гого еао Т о,о т„„ 66 *10 з 6,51 ° 10 1.З . Те ' 2Д 10' 2.7 10 2,53 10 8-10 г 6,6-10 ПЗ. 10-' 1,ЗЗ 10 ' 4 10 ~~щость вспарснвя, г~фмл* с) ййрЗтссть дпсссцвацвв 1еуйрО + Сп+ О, Па тдРГГссть диссспдааив гуцу-' С,О+ О,па 8 . 10' та ер гр .
с зоо аы Ест ззт О,ВТпв О,ба гам О,еа Тем 6,7 ° 10 1,3 ° 10 2 ° 10 а фртосгь пара меда, 85гСрсегь вспареввя, Ггзсмез ° с) 81йрззость диссоциэцпв 'Ьа60 -+ Сп+ Оа, Па 818ртттмть двсссцпацпп 450); с,о+О па 4„09 10 2,3 10 7,87-10 1.89.10 8,4 10 6,7 10 1,3 10 4 10 8 10 2,6 ° 10 5,3 ° 10з 8 ° 10 т ,"150, С, Оконцы меди более стойки: окись меди СЦО диссоцинрует прн 'т)~аптечном давлении 10"' Па прн 550 'С и выше, а закись меди СцзО ~!5)гдбильна н при том же давлении и температуре 950 'С.
' Скорости испарения меди и ее оксидов в зависимости от температу- ''а . п1 представлены в табл. 1.9, 2Ъгпн, цирконий, гафний. Металлы титан, цирконий и гафний и не- :"лоетррые их соединения претерпевагот полиморфные превращения. ';%Моления упругостей пара металлов н диссоциации их основных соеди- '-.)влщй в зависимости от температуры представлены на рис. 13. ;-: ' йзз термодинамики образования химических соединений титана, ';.'201рконил и гафния следует, что столь низкие парциальные давления '~Млорода, азота и утлеродсодержащих газов, соответствутощне упру- -ФФбтл диссоциации химических соединений, существуюшлм вакуумным :!ббйрудованием не могут быть достипгуты.
Поэтому в зпектропечах "Магда есть вероятность образования химических соединений зтпх ' Фзаталлов с кислородом, азотом и углеродом во всем диапазоне темпе- д Ло 77527 70 7 2 70' эс» 70-з о 5 7~в 7 Х с 7 70 7 гп70957 7втуудр)еки[еул~ю4ю ю~уй295) 777 )К Р "" д 0 70 77 7 УК 5 6 7 д 0 70 77 )огомЛ К Рнс. !3. Температурная зевнснмость упругостя р пара н упругости днссопнзнян (отмечена звездочкой) титана (а), ннрконнн (0). гзфння (в) н неко]ормх нх озеднненна: 1 — т1 [161; 2 — тю [161: 5 - т1н» [161; 4 — тюз [16]; 5-ттнв [211; 6- т(с» [161; 7 — тю» [161; 0 — ес [43]; Р— езс» [161; 1Π— ез)г» 1161; и— Ехн» [21]; 12 — ЕзО [16]; 13 — ЕюС» [16]; 14 — ЕгО» 1161; 15 — НГ [43].„66- н(н» [211; 17 — нг [16]; 18 — науч» [161: 19 - нгс» [161; 20 — н(О»з [161 ратур нагрева.
Упругость пара только для титана'при температурах спекания достигает значения„сравнимого с остаточным давлением в вакуумных печах, в связи с чем поверхность титана при определенных условиях может очншаться от химических соешшеннй вследствие испарения металла. Скорости испарения титана, цяркония, гафння и их оксидов, ннтрндов н карбидов дань! в табл. 1,10. Ванадий, ниобий, тантал. Упругости пара этих металлов и днссоцнацни нх основных соединений зависят от температуры (рнс. 1.4).
Упругость днссоциаши нитридов, оксидов и карбидов суп(ественно выше, чем у металлов [чга подгруппы. Нитриды н частично оксиды и кар. бины металлов Уа подгруппы могут подвергаться днссоциацни прн температурах термовакуумной обработки металлов.
Упругость пара металлов становится сравнимой с остаточным давлением вакуумных печей только при температурах спекания. Скорости испарения ванадия, ннобня, тантала и их оксидов, нитри дов и карбидов даны в табл. 1.11. 26 Таблица 1.10. Скорости полевения мемллое $Уе подгруияы п вх осповвых соедипений [31, г/(ае ° с) Иваяпя одд О,ЕЪ Теплица 1.11.
Скороств ясиареввя ммаллов Уа подгруплм в вх освоввых соедввевий 13], г/(епх ° с) 0.45 Тб ~Т 0,9 0,6$ Щ~ом, молибдея, вольфрам, Металл М .еем металлы 1Ча и Ча подгрупп акромя, молибдена, вольфрама и упруг ы ЧЪ подгруппы менее активИз данных об упругости пара ости диссоциации их основных 27 М','Г 2.5 10 ъо 4,5 1О '* -,''7337' ' 2,48 . 10 '„. ~(ф' ' 2.5 ° 10 63,10 ъ !~'~.~'' 1 4 10 ЪЪ 1 . 1О ъе :; .5183, 1 1о-" .'„-','Зф': 4,65 10 ;-$((С 4,8 10 ъе 63,, -ъъ 3 - 1О-" 2 - 1О ъъ 2.10 ът :~~($:: 2,5 . 10" 48.10 ъ4 :~Н~Ф::- в 1о " ~4ау..' в 1о " '-;~Ф~(35, 6,3 - 10" 4-1о ъо 2 1Оъ' ":58ФГ: 4 ° 10 В 1О ъл 1,2 1О-" 1,87-10 ъа 3 1О-" 16 ° 10 ъъ Вв-1О" 7 1О-" 1 1Огт 2 7 .10"зъ 1,2 10 10-1 ъ 10-$$ «1О" 6,3 10 2,5 ° 10 16 б,б 10 1,7 ° 10 2Д 1О-' 1,7.1О ' 1.4.1О" 4 .1О " 3,6-10 3 10-6 1.14 .
10"'Е 2Л2 ° 10 2,5 1О' 2,7 10цм 1,44.10 " 2,2 ° 10 1.1О " 1,74 ° 10" 3,6 *10 8 10 '6 1,2 1О-' 1. 1О-" 2 10 7 10-' 1 1О' 4 10 4,4.1О ' 8'. 10Л 5 10 2. 10 1,4 1,6- 10 5,4 10 22.1О ' 1,6 10 3,2 1О 4,35 10 ~ 4 1оъ 3. 10-16 8,21 1О-' 1,02 - 10 ы 5 10' 5 10 1-1О ' 5 10 2,5 10-' 1,3.1О ' 5.
1О 6,6 10 4 10 2,5. 10 1,3. 10-6 20 р,йа Л7' 7(1' Луе р,пц 7па уб"Ю 2 л ч з ю 7 д ур'-~-к з~ Рис. 1.4. Температурнев зависимость упругости р пара и упругости двссоюмюм (отмечеиа эветдочкоа) ванадии (а), нвобив (6)„тнпапа (в) и некоторых их соединении 116, 17): 1 — ч,о,;г — ч)ч 1171; з — чо 117); 4 — ч;з — чс 1171; е — чне;7— чо' 1171; в — чс', 9 -- ч,о,; 1о - ньн'; 11 — )чьот, 1г — нь,о;; 1з — )чь 14 — ЫЬОег, 15 — ХЬС*; 1б — Та)ае; 17 — Та; 18 — ТатОее; 19 — ТеСе соединений в зависимости от температуры (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
