Мармер Э.Н. - Электропечи для термовакуумных процессов (1074335), страница 6
Текст из файла (страница 6)
1.5) следует, что диссоциация нитрндов хрома и молибдена„оксидов молибдена и вольфрама и карбидов всех рассматриваемых металлов может быть осуществлена при температурах соответствующих технологических процессов, Скорости испарении хрома, ьюлибдена, вольфрама, а также нх ок. сидов, нитридов и карбидов даны в табл. 1.12. Железо, никель, кобальт. На рнс. 1.б представлены графики упругости пара и упругости днссоцнацни некоторых химических соединений металлов %11 группы (железа, никеля и кобальта). Зги металлы об.
разуют стойкие оконцы, а железо, кроме того, — карбид. Упругость диссоциацнн карбида РевС практически равна упругости пара железа. 28 ЗЮФ(0У) (920(((ФУ) р'ДФ .:Ю" Е 6 7 ) д У 10ц-~,)( 9 б Е 7 д 52ЮЯУ/287ЩЩ %440~ЧБ) 4 7(7"+К 1 д т' Х Е 7 д 70" т (( 4 Т Ф Р))рс 1.5.
Температурках зависимос1з унрутоста ;:3$з)зйнна звездочкой) хрома (а) . молибдена )(((!'.„'~з)еднпспяй [) б]: "!Ё'-Сз)т; 2 — С зс'(Ст); 5 — С; Е- )))ррИе; 8 — МоОз', 9 — )(оО»; 10 — Мо; 1 :~~;:И-)Цоез: 15 -)Цзс'(С),. 15 -)цзС' р пара и улрутостн днссопнепни (б). вольфрама (е) н некоюрых СтЗОЗ', 5 -. СтЗСЕз(С); 6 — СтЗОЕз„у- 1 — МозСе(Мо); 12 — МозСе(Сь 13— ()Ц); 17- С Таблица 1 12.
Скорости испарения месааюв т)а иодгруилм и их оаювньзх соедвненнй Щ, т( (см ° е) :4~~ВВ~ище Т б (тпл о,ез 0.6$ о,в о.е в. (он 35,8 ':-~;":з;: ),В-)О-зз ) (О ' Фз~Ъ ),й (о-" )о-' !х(вМ 2,5.)о-' 5-(О ' (о ' 9,55 Продолленне табл. 1.12. т,бр(т О,еа 25)ЩЕжиМ)25([()(ж 6УЮФИ6 УУР)ЩР) У(8(Щ85) р,п 8 У В Ю У(У УУ У2 Ю Ю»~.К ф т* Рис.
1.6. Темаературиал зависимость упрутости р паре н упрутостн диссоциация (отмечена звездочкой) железа (а), кобальта (6), никеля (а) и некоторых их амдииеиий [14, 16, 18): 1 - Реа)ч [18) ' 2 — аеас»; я — ре; 4 — РехОз„5 — ре [14); 6-реа(ь, 7 реО»„ 8 -раО; 9 -Со [16); 10 -Со [14); 11 -СоО»; 12 -СоО; )3 -)й [14); 14 -)0 [16); 15 — )йо*," 16-)((О Металлы н соедн- неннл С,о, Мо м,с мз)ч М Оз чу )РзС %0з о,аа 10 хт 4 ° 10 10 7,5 2,5 1О" 1,6 10 ао 2 1Оза 2,5 1О-' 1О ' 5. 10™хо б ° 10 1,22 ° 10з 2 ° 1О У 1О" б ° 10 1 2,5.
10' 5 ° 10" 1,6-10" 1,1 1Ф б 10 5,5.1О ' 4-1О ' 2,54 10з 1О"' 1,6. 1О-' В 1О' 2,64 10 1О ' 2,5 ° 10 а в 104 2 10з !;;:"упругость диссоциация оксидов железа уменьшается с гюнижением ~удержания в ннх кислорода: от РезО, к Рез04 и к ГеО. диссоциация й~цих оксидов ЕеО, СоО, 1чзО может быль реализована на чистых агаталлах только при температурах спекания и парциальных давлениях 'йзцззорода 10 ~-.10 е Па. .,',.упругость паров железа и кобальта на несколько порядков выше, 'пан упругость диссоциации их оксидов, а у никеля зти значения прнзтйргно равны.
Следовательно, зги металлы могут интенсивно испауй)вся при температурах слекания, очищая тем самым свою поверх- аззвть стане молекул разреженного газа с металлами последовадит следующие стадии: столкновение с поверхностью, :соцнация, диффузия с образованием твердого раствора, химического соединения. скорость процесса определяется наиболее медленной ие молекул гази с поверхностью. Кинетическая теория т подсчитать для условий высокого вакуума массу газа гясмз с), падающего на едИницу поверхности металла мени для различных давлений: (1.2) ние газа, Па; М вЂ” молекулярная масса газа, г; Т вЂ” тем- 7 показаны значения массы газа„падающей на единицу ри 300 и 3000 К.
Расчеты для примера сделаны для водо- б*з то-г гр~ й7 газа Со, падавпиго на еднняпрн Розничных температурах т 7-и Р Д. ЗОО К; г,р,д, одород, ЗОО К; 4 - водород„дт ~ Ю йТ Ю "гг тЮ т'рддр 31 1.6. Кин :;:„'.::;.":~$ззнмодей г~дйиз прохо ~~~зйзованне !:;",-:,"суммарная йбйй)ей. ;::!.':~вгпекновен еще позволяе ~~:,;(рис. 1.7), )1~~~иницу вре ';":~~~а-= '7,76р„ 1)1ф„~~,.
— давле ~~у~фра, К. ;::;;:,:-;;Ф:,-,ус. 1. '')з)йбрхиости п етическиа ~редпосылки взаимодействии металлов е раарежаниыми газами рода и кислорода, различающихся по массе в 16 раэ. Влияние температуры н состава газа сказывается сравнительно слабо. Основное влияние на массу газа, падавшего на единицу поверхности, оказывает давление остаточного газа. Доля массы газа, вступающей в химическую реакцию, определяется коэффицнентом реакции йз „который зависит от температуры и природы газа и металла. Скорость взаимодействия Я, гЦсмз с), между газами и металламп в условиях высокого вакуума В = й1Се = 7,7бйгръГМт(Т. (1.3) в том случае, когда й~ =1, Я =бе. Сравнивая значения массы падающего газа с экспериментальными значениями скорости взаимодействия рассматриваемых металлов с газами, обобщенные нами в [3], замечаем, что пропорциональность изменения массы от давления наблюдается для титана, циркония, молибдена ияже значения 10" э Па, для ванадия и ниобия — ниже 10"' Па.
для тантала и вольфрама — ниже 1 Па. Следовательно, ниже этих давлений, соответствующих наиболее распространенным давлениям и промышленных вакуумных алек тропе чах, лимитирующей стадией взаимодействия является подвод активных газов из окружающей разреженной среды. Поэтому стадии адгэрбцни и диссоциацни для этих интервалов давлений рассмпривать нецелесообразно. Растворение газов в металлах. Условия растворения кислорода, азота и углерода в металле определяются прн решении уравнения где  — коэффшпюнт диффузии; с — поверхностная концентрация. Девая часть уравнения характеризует растворение газа в металле„ а в правой части представлена разность потоков газа, падающего на поверхность и выходящего пэ металла. Коэффициент й в последнем члене уравнения зависит от констант поверхностных реакций, которые специфичны для различных сочетаний "металл — газ'* и для интервалов давлений.
Диффузионные процессы в разреженных газах протекают несравненно быстрм, чем в твердом теле. Поэтому можно предположить, что двффулдирующее вещество распределяется в газе равномерно н влияние газовой фазы на диффузионный процесс дегазации или растворения учитывается только в краевых условиях, задающих некоторый закон обмена веществом, протекающим на поверхности раздела фаэ. В том с гчае когда количеством выходящего из металла газа мож. но пренебречь (металл обезгажен), падающий поток газа адсорбируется поверяносгью и растворяется в металле до тех пор. пока концентра. 32 Табл тоян6$на нча 1.13 Перонаяаяое давление аэота, Па Отноенттианая темпе" ветре. т'отн юе"з го"э 13,3 9,8 113 53,3 0,9 0,65 поверхности образован и пренелепо пластины. стоянной: (1.5) сечении, в 2опрП вЂ” + бд Одт ) бт (1.6) предел раство узии; 11— лпопга детал предела ра ых температу Для приме предела раст анкин хомича Химического доспппута азота или растворимости иных отногнт блицах.
вавшиеся на меняют харак ' Дяастнна тояПаныя 0,О1 и ййлал11ввчной ;:;~;!;.",'":. " опрП 3,470 313~".'о"- то '~:;когда Время достижения предела раетаогммостн аэое в ннобяя, о 0,9 1,95 1О 1,95 10 0,65 3,52 10 3,52 10э металла не достигает предельной концентрая на поверхности предельной концентрации моно известным формулам [11 для случая полу- в которой концентрация в центральной части которых концентрация в центральной части за- рнмости элемента внедрения; 13 — козффискорость взаимодействия потока газа с метали, с которой сталкивается поток газа. створимости с„р и коэффициента диффузии 12 р представлены в табл. 1.16, 1.17, 1 19, 1.20, ра в табл.
1.13 представлены значения времени воримости азота в ниобии. ских соединений. Образование на поверхности соединения может произойти только в том слуконцентрацня, равная пределу растворимости углерода в металле прн выбранной температуре. кислорода„азота и углерода в металлах ельных температур представлены в соответ- поверхности металла химические соединения тер взаимодействия металла с газом. Если опи 33 легко испаряются нли днссоцнируют, то наблюдается дополнительньщ массоунос металла, который может быль охарактеризован коэффициентом '*= м.~" где Мме — масса металла, приходяпюяся на одну грамм-молекулу реа гирующего газа массой М,, нли стехнометрический коэффициент, Таким образом, расчетная формула скорости массоуяоса С, гЯсмз: х с), для условий высокого вакуума может быль представлена в виде С = Исз =йьйзСе =- 7,7бйьйзргъ/МтТТ, (1,7) Наибольший массоунос прн постоянных давлении и температуре будет в том случае, когда коэффициент реакции й, = 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
