Давление пара металлов и сплавов

Давление мара жидких металлов р обычно выражается формулой вида lgp = -А/Т + В - Clgr и, как видно из этой формулы, растет при повышении температуры. Пары металлов, как правило, состоят из одноатомных частиц. В нарах углерода, кремния, серы имеется некоторая доля двухатомных и более сложных частиц.

В табл. 2.2 приведены температуры плавления, кипения металлов (когда давление паров достигает атмосферного - 0,101 МПа) и величина давления паров металлов при их температурах плавления. Из приведенных данных видно, что прямой связи между температурами плавления и кипения металлов не существует. Низкоплавкое олово кипит при 2600 °С, а более тугоплавкий цинк имеет температуру кипения всего 910 °С. Марганец, плавящийся при 1240 °С, обладает температурой кипения 2100 °С, а медь с точкой плавления 1083 °С кипит при 2500 °С.

Таблица 2.2

Температуры плавления, кипения и давление пара металлов

Металл

Температура, ®C

Давление пара

при температуре плавления, Па

плавления

кипения

нд

-39

357

кг3

Sn

232

2600

10"21

Cd

321

770

5-104

Pb

327

1900

10"4

Zn

419

910

14

Mg

650

1100

520

A1

660

2500

10"6

Ca

840

1500

270

Cu

1083

2500

0,15

Mn

1240

2100

133

Si

1420

3200

0,15

Ni

1455

2900

1,3

Fe

1540

2900

1,3

Ti

1670

3100

1,3

Zr

1850

4300

10"3

Cr

1880

2500

1000

Mo

2620

4600

1,3

W

3400

5500

1,3

C

= 4000

-4000

МО5

Для оценки поведения металла при плавке большее значение, чем температура кипения, имеет величина давления пара при температуре плавления, гак как именно она предопределяет величину потерь в результате испарения. У большинства металлов эта величина 1,3...МО"21 Па). Такие металлы, как кадмий, цинк, магний, кальций, марганец, хром, обладают значительно большими величинами давления пара при температуре плавления (от 14 до 104...10э Па). Эти металлы называют легколетучими.

Давление пара сплава складывается из суммы парциальных давлений всех компонентов и примесей, входящих в его состав. Если сплав рассматривать как совершенный раствор, то парциальное давление пара любого компонента или примеси р, определяется законом Рауля: р, = р,°п,, где р,° - давление пара чистого компонента, п, - его мольная доля в сплаве. Если сплав нельзя считать совершенным раствором, го в данную формулу вводят коэффициент активности у* компонента в сплаве. Тогда парциальное давление пара компонента сплава будет выражаться следующим образом: pt = у; р°,П/. Общее давление пара всего сплава рспл =Хр,.

Произведение у, п, называется активностью компонента. Активность выражает кажущееся содержание компонента в сплаве. Коэффициент активности у может быть больше или меньше единицы. Он отражает сложные явления в сплаве, связанные с взаимодействием атомов компонентов. В совершенном растворе yj = 1, активность совпадает с содержанием, выраженным в мольных долях или мольных процентах.

Давление пара металла предопределяет не только величину потерь вследствие испарения при плавке. Значительные трудности возникают при плавке сплавов, в состав которых входят компоненты с различным давлением пара. Компоненты, обладающие большим давлением пара, испаряются более интенсивно. Из-за этого расплав обедняется ими, и заданный состав сплава не выдерживается. Поэтому приходится вводить избыток подобных компонентов в процессе плавки. Этот избыток, как правило, определяют опытным путем.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >