1598005406-c7dd8660448dd542c8c2f5c17a2e095d (811207), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Важную роль при этом играет также повышение коэффициента бокового давления, вызванное увеличением постоянной Пуассона с повышением температурьг [201 Штраус [21[ вводит понятие «момент активной дефорыацгги». В этот момент диффузия в контактных зонах зерен особенно благоприятна, Мазинг [221 на основании термодинамических исследований доказал, что появление жидкой фазы вследствие одновременного действия давления и температуры не является причиной этого эффекта. Незначительное снижение температуры плавления приблизительно на 10'С возможно лишь тогда, когда твердая и жидкая фазы разделены и подвергаются действию различного давления.
Но это условие никогда не выполняется прн горячем прессовании. Появление жидкой фазы могло бы быть связано только с повышением температуры, возникающим вследствие трения и локализованным в местах контакта зерен. При этом надо, однако, учесть, что предположение о частичном плавлении не является крайне необходимым для объяснения наблюдаемых явлений. В настоящее время горячее прсссоваиие газ экономических соображений применяется в технике только в отдельных исключительных случаях, например при изготовлении изделий из трудиоспекаемых металлов.
Так как в металлокерамике обычно речь идет об изготовлении спеченных изделий с возможно более однородньгм составом и структурой, то метод горячего прессования в этом случае обладает следующими недостатками: Рабояаа темлеоаттра, ВРемЯ ао ' ' работы Спекание после холоаного прессования Горячее прессапаннс ! 093 982 замни 45 сек Можно надеяться, что при применении метода горячего прессования, позволяющего снизить рабочую температуру, удастся получить серебряные ДСК-электроды с никелевым опорным скелетом, которые при холодном прессовании и последующем спскании теряют либо высокую каталнтическую активность, либо механическую прочность, Поэтому попытались в первую очередь горячим прессованием изготовлять электроды, которые сочетали бы хорошие электрохимические свойства электрода Ы 196 [см.
8.3113) с достаточной механической прочностью, Были проведены эксперименты с Ак — А1- и Ад — 2п-сплавами. !. Для горячего прессования цветных и черных металлов обычно необходима температура выше 600'С, вследствие чего прессформа быстро изнашивается. Выбор достаточно жаропрочной прессформы представляет значительные трудности. 2. Необходим ряд конструктивных мер для уменьшения окисления прессуемого вещества во время прессования и при его извлечении из прессформы.
3. Почти всегда необходимо дополнительное нагревание спеченных изделий для выравнивания состава и структуры. Достоинством метода горячего прессования является точность соблюдения размеров и высокая прочность спеченного изделия, Обычно неудовлетворительную гомогенизацию прессуемых и одновременно сиекаемых изделий относят к недостаткам, но при изготовлении ДСК-электродов это является большим преимуществом, так как здесь состав должен оставаться по возможности негомогениым [221 Кроме того, можно ожидать, что температура спекания при горячем прессовании ДСК- электродов с никелевым опорным скелетом значительно ниже 600' С, поэтому уменьшаются трудности, связанные с износом прессформы и окислением прессусмого изделия.
Для изготовления однородных никелевых спеченных изделий Штраус приводит следующее сопоставление; Глава к'П( Кислтородньте электроды 3.3!22. ЭКСПЕРИМЕНТ Для нагревания смеси порошков и прессформы существует несколько методов. Так, например, можно использовать теп- ф и г 124, Схематическое изображение прессформы лля горячего прессования, стоящей на жаропрочной плите. 7 — термоизоляния; 2 — нагревательная спираль; 3 — шлак вая засыпка; З вЂ” нижний из ансо; б — серебрянмй ЛСК-электрол с опорным скелетом из карбонильното никеля; б- термопэ ансон; пара; 7 — водяное охлаждение; 3 — матрица; У вЂ” верхний пуансон; тв — плунжер пресса.
лоемкость прессформы, Для этого прессуемый материал засыпается в прессформу, которая затем в состоянии, готовом для прессования, нагревается на плите каждый раз до необходимой рабочей температуры. По достижении этой темпепа- туры прессформа сдвигается на тонкую стальную пластину, под которую подкладывается асбестовая илп слюдяная прокладка для термоизоляции прессформы от пресс-стола. Таким же образом термически изолируется пуансон прессформы от плунжера. Кроме того, при высоких температурах (более 450' С) или при длительном прессовании прессформа полностью закрывалась шлаком для уменьшения тепловых потерь.
Несмотря на эти меры, при таком методе приходится мириться с некоторым снижением температуры из-за потерь тепла и относительно небольшой теплосмкости прессформы. Для одного видоизменения вышеописанного метода была сконструирована прочная нагревательная плита, выдерживаюшая нагрузку 50 000 кг при температуре до 450' С (фиг. 124). Здесь не происходит снижения температуры во время прессования. Рабочая температура измеряется термопарой и поддерживается регулятором. Прессформы были тех же размеров, что и при холодном прессовании, но изготавливались они из жаропрочных сталей.
(Например, для пуансона были использованы специальные стали марки ~Ч и ~Ч5 фирмы «Дейче эдельшталь верке».) Обычно рабочая температура была ниже 400'С и давление прессования менее 400 кг(слтй. При этих условиях работы не происходило разрушения прессформы. В применении защитной газовой атмосферы необходимости не было Смесь порошков, приобретавшая пластичность в некоторых случаях при рабочей температуре, лишь незначительно вдавливалась в пространство между матрицей и пуансоном. Приставшее к стенкам матрицы незначительное количество порошка после выпрессовки электрода можно легко удалить механически, Охлаждение прессформы по окончании горячего прессования ускоряется или водяным охлаждением, встроенным в матрицу, или зажатием прессформы между латунными пластинами, охлаждаемыми водой.
3.3(23. ИЗГОТОВЛЕНИЕ И РАБОТА ГОРЯЧЕПРЕССОВАННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ Первым ДСК-электродом, изготовленным горячим прессованием, был электрод 1х(2 197 (по составу он соответствует электроду № 196; ср. табл. 8.2 и 8.8). Электрод был спрессован при температуре 450'С и давлении 4 т(снй в предварительно подогретой прессформе. Данные по температуре ненадежны, так как она измерялась на наружной стенке прессформы калориметрическими пироскопическими палочками («Термохром» фирмы «Л.
В. Фабер»). Проведенное позже рраннение с данными % — Сг — )А(1-термопары, встроенной в Кислородные электроды Таблица 83 !!римеры горячепрессованных серебряных ОСК-электродов с никелевым опорным скелетам ) ! пр „, Рабочая ! митальтеипе- |ость ' раттра, ~ прессо- 'С ~ ванин, Сплав Ренан, еес. И Лавле. ние прессе ванна, клали! диаметр вереи сплава, ик Весовой состав смеси сплава Номер алек- трола Ренея,'опорный скелет Аа ~ А! Мп 1.
Опорный скелет иэ карбоиильиога никеля 65 35 64,7 35 63 )37 35 2400 ~ 400 2400 , 330 1600 ! 340 63,4 ! 36 Аа Еп 40 ~ 60 40 ) 60 318 32! 1200 800 360 360 < 42 < 42 !Хя ~ 1АЯ (202 ! 30 ( 50 ! < 35 ) 1:1,5 ! 4000 ! 500 6) 2. Опорный скелет из никелевого порошка Ц тп ! 200 — 400 75 — 100 40 бб 297 316 60 44 1: 1,5 1: 0,67 1600 1600 350 ЗСО 3 3,5 Мя ! 315 ~ 64,7 322 ! 64,7 !600 ! 360 35 0,3 35 03 37 200 — 460 200 — 400 < 100 < 42 < 42 1:1 1:! 1: 1,1 1: 1,2 1: 1,! 360 360 360 360 1200 1200 800 800 323 ! 63 327 ! 65 35 !— 328 ~ 65 ! 35 197 236 237 238 252 253 254 273 274 276 277 285 286 287 64,7 63 50 63,4 63,4 63,4 63,4 63,4 37 37 50 36 36 36 36 36 36 — < 75 0,3 < 100 < 100 — < 100 ! — !СΠ†200 ' ( !00 — 200: — ! !ОΠ†200 ( ! 0,56 !00 — 150 ~ / 0,56 75 — 100! 0,56 ! 00 — 150 0,56 < 42 0,56, 42 — 50 О 56 42 — 50 0,56 ! 42 — 50 1: 1,5 1;! 1: 1,25 1: 1,5 1:1 1:! !.! 1: 0,9 1: 1,? 1: 0,9 1: 1,5: 0,1 ( А!) 1; 1,2 1: 1,2 1: 1,2 4000 4000 4000 4000 3200 2400 2400 2400 2400 !600 2400 450 450 4!О 410 320 320 400 400 340 320 300 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 5 прессформу, показало, что пироскопические палочки в данных условиях при температуре от 400 до 600'С обеспечивают точность лишь л-50'С.
Прессование длилось 3 мин Давление в процессе прессования поддерживалось постоянным. Несомненно, уменьшение температуры в процессе прессования могло не соответствовать показаниям пироскопических палочек. После охлаждения прессформы электрод выпрессовывался без труда, Электрод обладал исключительно болыпой механической прочностью по сравнению с ДСК-электродамн с никелевым опорным скелетом, изготовленными холодным прессованием и спеченными без появления жидкой фазы. (На это указывают сравнительные испытания царапанием иглой.) Выщелачивание в 5 н.
КОН при комнатной температуре происходило чрезвычайно бурно. В то время как на серебряных ДСК-электродах, изготовленных холодным прессованием с последующим спеканием, в 5 н. КОН выделение водорода начинается лишь через несколько секунд после погружения электрода, ца электроде № 197 оно началось почти в момент погружения. При дальнейшей активации на нем в единицу времени выделялось значительно больше водорода, чем обычно на холоднопрессованных электродах, т. е. алюминий растворялся со значительно болыпей скоростью.
Конечно, через несколько часов прекратилось выделение водорода, в то время как на холодно- прессованных электродах при равных условиях (примерно !00 см' 5 н. КОН/г А! при комнатной температуре) это наблюдается лишь через ! — 2 дня. Причину различного поведения электродов с Ац — А)-сплавом, описанных в разя.
8.3!12 и 8.3!13, следует искать в различной интенсивности взаимодействия с никелевым опорным скелетом. Однако спекание электрода № 195 не привело к энергичной реакции с никелевым опорным скелетом. Поэтому и процесс активации его протекал примерно так же, как у горячепрессованного электрода № !97. Для ДСК-электродов с серебряным опорным скелетом выщелачивание в КОН происходит значительно медленнее, потому что перенапряжение водорода на серебре значительно больше, чем на никеле, и растворение алюми-, ния тормозится замедленностью выделения водорода.
Кроме того, электрод № !97 проявляет заметную, хотя и незначительную, пирофорность, т. е. даже горячее прессование при указанных условиях приводит к образованию Р!! — А)-фаз, из которых алюминий растворяется, Но перенапряжение водорода на никеле Ренея, как известно, чрезвычайно мало, поэтому реакция растворения алюминия тормозится еще меньше. 361 Глава рыг Кислородные электроды Пористость электрода № !97 была очень неравномерной. Газопроницаеэсость при давлении кислорода 2,5 ати определялась в основном небольшим числом неравномерно расположенных грубых пор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
