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| 金屬與爐氣的相互作用 | |
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| 鋁及其合金簡直與除了惰性氣體之外的一切氣體：氧氣、氮氣、水蒸氣、二氧化碳、及各種碳氫化合物相互效果。反響的成果，鋁及鋁合金被氣體及氣體與鋁合金的反響產(chǎn)品所污染�？墒牵谶@些非金屬夾雜物中，只要和固態(tài)金屬氧化物的數(shù)量才足以對合金的安排和功能構(gòu)成影響。在熔煉進程中，與鋁爐料長時間相互效果的爐氣成分隨具體條件而異。 1．氫在鋁中的溶解進程 在熔煉溫度范圍內(nèi)，鋁和氫實際上不構(gòu)成化學(xué)化合物，但氫在鋁中能發(fā)作非常明顯的溶解．氫在鋁中的溶解是按“吸附一分散一溶解”三個接連的進程進行的。首要，爐氣或大氣中的氫分子撞擊到金屬表面上，在化學(xué)親和力的效果下，氫分子在金屬表面上凝集并離解成為原子。這就是所謂化學(xué)吸附進程。這兒應(yīng)該指出，依據(jù)氣體與金屬元素之間的親和力巨細，吸附可分為物理吸贊同化學(xué)吸附兩種方式。物理吸附是由于金屬表面原子層上下兩個方向受力不平衡而構(gòu)成的力場對碰撞到金屬表面上的氣體分子發(fā)作招引而發(fā)作的。物理吸附較多只能掩蓋單分子厚度，且氣體仍處于安穩(wěn)的分子狀況，因而不能為金屬所吸收，即物理吸附不能發(fā)作溶解�；瘜W(xué)吸附發(fā)作在高于零度的溫度，其推進力是反映組元電子耦合的化學(xué)親和力，因而只要與金屬原子有必定親和力的氣體(關(guān)于鋁而言，如氫、氮、氧、水蒸氣、二氧化碳等)才干發(fā)作化學(xué)吸附，或叫活性吸附。在化學(xué)吸附中，耗費了某些活化能，但未發(fā)作新相，故不是化學(xué)進程�；瘜W(xué)吸附的成果，一是氣體分子在金屬表面凝集，二是氣體分子在表面離解成為原子。在鋁的熔煉溫度范圍內(nèi)，化學(xué)吸附速度隨溫度升高而增大，至必定溫度后吸附才減緩，并且在很大程度上取決于表面狀況。 金屬表面層不斷地吸贊同離解氣體，關(guān)于，當(dāng)金屬表面的氫分壓大于金屬內(nèi)部的氫分壓時，則吸附在金屬表面的氫原子就會在分壓差的推進及與金屬親和力的效果下向金屬內(nèi)部分散。這就是所謂分散進程。明顯，金屬表里氫分壓差愈大(即濃度差愈大)，溫度愈高，則分散速度愈快。此外，熔體表面的物理化學(xué)狀況對分散速度也有重要影響。假如在熔體表面吸附的成果是構(gòu)成化合物，那末分散速度不再與壓力有關(guān)，這時，分散速度取決于這種氣體在已構(gòu)成的化合物層中分散的才能。 跟著分散進程的持續(xù)，氫以原子一離子狀況溶人鋁液中，構(gòu)成含氫的鋁“溶液”。這就是所謂溶解進程。在鋁熔體吸收的進程中，占分配位置的是分散進程，它決議了鋁熔體吸收的速度。關(guān)于鋁熔體中的Ti、Zr、V、Li、Na、Si等金屬元素，它們與氫反響構(gòu)成氫化物，呈吸熱效應(yīng)，但隨溫度升高而分化。 |
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