Файл: Салли И.В. Углерод на поверхности растворов внедрения.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.07.2024

Просмотров: 115

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

параллельно поверхности. Структура углерода, осажденного на поверхности, в большой степени зависит от температуры подложки. Чем меньше температура подложки и больше концентрация атомарного углерода в пламени, тем больше неорганизованного углерода, тем меньше величина и коли­ чество слоев в пакете. Иногда при большой концентрации углерода в пламени образуются нитевидные отростки, их степень графитизации зависит от температуры и концентра­ ции углерода в зоне роста. В зоне высокой температуры они отражают пластинчатую форму роста графита, в низко­ температурной зоне они растут в виде дендритов по нормаль­ ному механизму.

Хорошо известно, что повышение температуры пироли­ за способствует ориентации пакетов вдоль подложки, увеличению размеров кригталлитов и совершенству их струк­ туры. Так, при температуре 1900° С замечается резкое улучшение взаимной ориентации пакетов, значительное уме­ ньшение межплоскостного расстояния и увеличение их разме­ ров. По-видимому, при этой температуре преимущественным оказывается дислокационный и двухмерный механизм роста.

Неожиданной оказывается большая разница между тем­ пературами организованного роста твердого углерода в про­ цессе кристаллизации из газовой среды и при выделении на поверхности пересыщенного твердого раствора углерода в металлах. В первом случае образованию графита соответ­ ствуют температуры, превышающие 2000° С, а во втором — полная графитизация наблюдается при 700—800° С.

Это, видимо, является следствием того, что при осажде­ нии из газовой среды наряду с атомарным углеродом в самой среде образуются квазимолекулы (С2, С3, С4 и др.), которые при попадании на поверхность нарушают упорядоченный рост. При выделении из твердого раствора к поверхности растущего центра кристаллизации поступает атомарный углерод. По-видимому, при температуре 700—800° С он настолько подвижен, что его пристройка возможна только на ступеньке роста, образованной дислокацией или двух­ мерным зародышем. Лишь при более низкой температуре возможен «нормальный» рост с образованием значительного количества аморфного углерода.

В процессе осаждения из газовой среды немалое воздей­ ствие оказывают примеси, в значительной степени облег­ чающие процесс диспергирования и аморфизации центров кристаллизации углерода.

143

Наконец, некоторую аналогию в поведении углеродистых сплавов можно найти и в процессе искусственного получе­ ния алмазов. Если рассматривать систему металл — углерод, то при повышении давления растворимость углерода в жид­ ком металле должна уменьшаться. При некоторой темпера­ туре и давлении в жидком растворе может возникнуть пе­ ресыщение, достаточное для возникновения алмаза.

Растворимость углерода в жидком металле на границе

салмазом и графитом различна. При снижении температуры

исохранении высокого давления жидкость снова пересы­ щается атомарным углеродом, за счет которого может рас­ ти центр кристаллизации алмаза. Возможны и другие вари­ анты интерпретации процесса зарождения и роста алмаза. Однако в любом из них главным звеном является взаимо­ связь между растворимостью углерода в расплаве на гра­ нице с алмазом и графитом и ее зависимостью от давления

итемпературы. Пересыщение раствора дает источник ато­ марного углерода, который и является строительным мате­ риалом для роста центра кристаллизации алмаза.

Как в процессе кристаллизации углерода на поверх­ ности пересыщенного раствора, так и в фазовом превраще­ нии графит-алмаз роль металла-катализатора сводится к рас­ творению твердого и последующему выделению атомарного углерода. В этом смысле разительным является поведение сажистого углерода, образующегося на поверхности Ni—С •н С0—С сплавов при низкотемпературном отпуске пересы­ щенного твердого раствора. Его полная графитация при последующем отжиге завершается иногда в течение несколь­ ких десятков минут при температуре 700—800° С. Графи­

тация же обычных углеродистых материалов требует много­ часовой выдержки при температуре, превышающей 2000° С. Это явление можно объяснить тем, что механизм графитации на поверхности твердого раствора подобен механизму коалесценции. Концентрация углерода в твердом растворе на границе с организованным графитом несколько меньше, чем на границе с аморфным углеродом. Поэтому при изотер­ мической выдержке происходит постепенное растворение аморфного углерода в твердом растворе и последующая его диффузия к графиту. Растворение происходит в результате взаимодействия атомов металла и углерода. В условиях, близких к динамическому равновесию, избыточная энергия, необходимая для разрыва связей между атомами аморфного углерода, представляет собой разность между энергией

144

взаимодействия металл—углерод и углерод—углерод. Есте­ ственно, что по величине она оказывается гораздо меньше энергии, необходимой для перехода атома углерода из сажистого углерода в графит. В этом случае расстояния взаимодействия оказываются гораздо большими и миг­ рация отдельных атомов требует высокой энергии ак­ тивации.

Таким образом, изложенный в монографии материал и тем более последующее исследование графитизации могут найти применение в довольно широких областях науки и практики фазовых превращений и физической химии углерода.

ЛИТЕРАТУРА

1.А г а ф о н о в и др.— Изв. АН СССР, ОТН. Металлургия и топ­ ливо, 1960, 5.

2.

А

X

м а т о вЮ. С.

и др.— ДАН

СССР, 1967, 169, 6 .

3.

Б

а

р а н о вА. А.,

М о в ч а и

В. Н .— В кн.:

Фазовые пре­

 

вращения, 33. «Наукова думка», К., 1971.

 

4.

Б а р а и о в А. А.,

Г л е б о в а Э . Д ., Л ь н я н о й

В. Н .— Изв.

 

АН СССР. Металлургия и горное дело, 1964, 2.

 

5.Б а р а и о в А. А. и др. Рост чугуна и стали при термоциклированин. «Техника», К., 1967.

6 . Б л а к т е р М. Е .— ЖТФ, 1947, 17, 31.

7.Б о г а ч е в Н. Н. Металлография чугуна, Металлургиздат, М., 1962.

8 . Б

о

 

г а ч е вИ. Н.,

Л о б а ч е в

Л. Д .— Металлург, 1938,

7—8.

 

9.

Б

р

 

е с л е рА. Е.,

3 а б а в и н

В. И.,

З у б к о

А. М.— ДАН

 

 

СССР,

1952,

87, 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Б у н

и н

К- П.,

Т а р а н

Ю. Н.

Чугун

с шаровидным

графи­

 

 

том. Изд-во АН УССР, К-,

1956.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

Б у н и н

К. П.,

С а л л и

И. В —

ДАН СССР, 1952, 83, 6 .

 

 

12.

Б у н и н

К. П.,

М а л

и н о ч к а

Я. Н.

Введение в металлогра­

 

 

фию. Металлургиздат,

М.,

1954.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

Б у и и н

К- П.,

П о т р е б н о й

Э. Н —

ДАН СССР,

1955, 100,

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

Б у н и и

К- П.,

Д а н и л ь ч е н к о

Н. М.,

Х е й ф е ц

— Ли­

 

 

тейное производство,

1952,

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

Б у н и н

К. П.,

Д а н и л ь ч е н к о

 

 

Н.

М.— ДАН

СССР,

 

 

1950,

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16.

Б у н и н

К- П.,

М а л и и о ч к а

Я- Н.,

Т а р а н

Ю. Н. Осно­

 

 

вы металлографии чугуна. Металлургиздат,

М.,

1969.

 

 

 

17.

Б у н и н

К.

П.,

Д а н и л ь ч е н к о

Н. М.— ДАН

УССР,

 

 

1950,

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18.

Б у н и н

К- П.,

К а ц н е л ь с о и

Д .— Металлург,

1939, 8 .

 

19.

В а щ е н к о

 

К -П .,

С а ф р о н и

Л.

Магниевый чугун. Машгиз,

 

 

М.,

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

В а

щ е и к о К- И. Модифицированный

 

чугун. Машгиз, М., 1946.

 

21.

В е

р

 

 

 

т м а нА. А.,

С а м а р

и и Л. М.Свойства расплаво

 

за. «Наука»,

М., 1969.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

В я т к и

и

С. Е.,

Д е е в

А. Н.,

 

Н а г о р н ы й

В. Г.

Ядер-

 

 

ный графит. Автомиздат, М., 1967.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.

Г и

р

 

 

 

ш о в ич

Н. Г. Чугунное

 

литье.ГНТИЛГЧМ,

М.,

19

24.

Г о

р

 

 

 

ш к о вА. А.

и др.

Справочникпо изготовлению

о

25.

из высокопрочного чугуна. Машгиз, М.,

1961.

1955, 3.

 

 

 

Г о р ш к о в

А. А.— Литейное производство,

 

 

 

446

26.

Г о р'ш к о в

А. А.— Литейное

производство, 1964, 7.

27.

Графит как высокотемпературный материал. Под ред. Власова К. П.

28.

«Мир», М., 1964.

З у б к о

А. М.— Проблемы металловедения

Д а и и л о в

В. И.,

 

и физики металлов,

1952, 3.

 

29.

Д а и и л о в

В. И.,

С е р и к о в А. С.— Проблемы металлове­

 

дения и физики металлов, 1952, 3.

30.Д а н к о в П. Д .— Природа, 1935, 8 .

31.Д ж е к с о н К.— В кн.: Проблемы роста кристаллов. «Мир», М.,

32.

1968.

У л ь м а н Д., Х а н т Д ж .— В кн.: Пробле­

Д ж е к с о и К.,

33.

мы роста кристаллов. «Мир», М., 1968..

К а м е н е ц к а я

Д. С. Проблемы физики металлов и металлове­

34.

дения. Металл ургиздат, М-,

1949.

К а у ф м а и Л.,

К и э н

М.— В кн.: Успехи физики металлов,

 

4. Металлургнздат, М., 1961.

35.К р и ш т а л М. А.— ДАН СССР, 1954, 99, 6 .

36.Л а й д а А. Ф. Чугун повышенного качества и литье боеприпасов,

37.

1945.

 

 

Я. И.— Успехи химии,

1939, 8 , 10.

 

 

Л е й п у н с к и й

 

 

38.

Л о з и н с к и й

 

М. Г.

Высокотемпературная

металлография.

39.

Машгиз, М.,

1956.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л ь н я н о й

В. Н .— Изв. АН СССР. Металлургия и топливо, 1957,

40.

8.

В. Н .— Металлы и топливо,

1962,

1.

 

 

Л ь н я н о й

Черная ме­

41.

Л ь н я н о й

В. Н-,

С а л л и

И .

В .— Изв. вузов.

42.

таллургия, 1960,

2.

 

 

СССР,

ОТН. Металлургия

и топ­

Л ь н я н о й

В. Н .— Изв. АН

43.

ливо, 1961,

5.

 

 

Ш о в к о п л я с

В. К.— Изв. вузов. Чер­

Л ь н я н о й

В. Н.,

 

ная металлургия,

 

1964,

1.

 

 

 

 

 

 

 

44.

Л ь н я н о й

В. Н .— В

кн.: Научные

записки

ДГУ,

72,

1957,

45.

8 .

В. Н.,

С а л л и

И. В .— ФММ, 1960, 9, 3.

 

Л ь н я н о й

 

46.

Л ь н я н о й

В. Н .— Изв. вузов.

Черная

металлургия, 1961, 7.

47.

Л ь н я н о й

В. Н.,

С а л л и

И. В .— В

кн.: Научные доклады

 

высшей школы. Металлургия, 1958, 3.

 

 

 

 

 

48.

Л ь н я н о й

В. Н.,

Ф е т и с о в

А. К.— Литейное

производст­

 

во, 1970, 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49.

Н е с м е я н о в

А. Н .— Давление

пара

химических

элементов.

 

Изд-во АН СССР, М„ 1961.

 

 

 

 

 

 

 

50.

О р м о и т

Б. Ф.

Структура

неорганических

веществ. ГИТТЛ,

 

М— Л., 1950.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51.П а л е с т и н С. М.— Металлург, 1938, 40.

52.П и н с к е р Э. Г. Дифракция электронов. Изд-во АН СССР,

 

М.—Л., 1949.

 

 

 

 

 

 

53.

П я с е ц к и й

И. И.— Изв.

 

вузов.

Черная

металлургия,

54.

1966,

7.

 

 

 

И. В .— Заводская лаборатория,

П я с е ц к и й И. И., С а л л и

 

1955,

2.

 

 

 

 

 

 

 

55.

С а л

ли

И. В.,

Г р а й ф е р

Е. 3 .— ДАН СССР,

1954, 97, 4.

56.

С а л

ли

И. В.,

Ш у л ь д и н е р

А. Н .— ЖТФ,

1953,

23, 2.

57.

С а л

ли

И. В.,

Ф о м и ч е в

О. И.,

П о л ю ш к и н

Н. И .—

Изв. вузов. Черная металлургия, 1970, 4.

147

58.

С а л л и

 

И. В.

Физические

основы

формирования

структуры

 

сплавов.

Металлургия,

М.,

1963.

 

 

 

 

 

 

 

59 С а л л и

И. В —

Изв. АН СССР, ОТН, 1956, 12.

1961,10.

 

 

60

С а л л и

И. В.— Изв. вузов. Черная металлургия,

 

 

61 ■ С а л л и

И. В.,

 

П я с е ц к и и

И. И.— ФММ,

1956, 3, 3.

 

62.

С в е л и и

Р. А.

Термодинамика

твердого состояния. Металлур­

 

гия,

М.,

1968.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63. С е м е и ч е н к о

В. К-

Поверхностные

явления

в металлах

и

64.

сплавах. Гостехиздат,

М.,

1957.

 

 

 

 

 

 

 

 

С л а в и и с к и іі

М. П.

Физико-химические свойства элементов.

65.

Металлургиздатг'М., 1952.

 

 

 

 

производство,

1965,

8 .

 

Т а р а н

 

ІО. Н. и др.— Литейное

 

іб. Термодинамика

и

физическая

кинетика

структурообразования

и

 

свойств чугуна и стали. Под редакцией

Криштана М. А. «Метал­

>7

лург», М..

1971.

 

 

 

 

 

 

1938, 8

и 1940, 6 .

 

 

 

Т о м и н

ІО

А.—Литейное дело,

 

 

 

6 8 . У б б е л о д е

А.

Р.,

Л ь ю и с

 

Ф. А. Графит и его кристалли­

 

ческие соединения. «Мир», М.,

1965.

 

 

 

 

 

 

69.

У м а н с к и й

Я- С. Карбиды твердых сплавов. Металлургиздат,

 

М.,

1947.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70-

Ф о м и ч е в

О. И.

Автореферат

каид.

дис.

Днепропетровский

 

металлургический

институт,

1966.

 

 

 

 

 

 

 

71.

Х а н с е н

М-,

 

А н д е р к о

К.— Структуры

двойных

сплавов.

 

Металлургиздат,

М., 1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72.

Химические и физические свойства

углерода. Под ред. Уокера

Ф.

73-

«Мир», М.,

1969.

 

 

 

 

 

 

 

 

6 .

 

 

 

 

Ш у ш п а н о в

Л. И.— Металлург, 1937,

 

 

 

 

74. 75. Э л л и о т

 

Р. П.

Структура

двойных

сплавов, 1. Металлур­

 

гия,

М.,

1970.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76.В е с к е г К. Hochschmelzende HantstoFF und ihre technische Anwen­ dung, Берлин, 1933, 3-е изд., 1937, рус. пер. со 2-го изд. ОНТИ,

 

1936.

 

 

 

 

 

 

77.

B e i 1 Ь у

I. The formation and the current of the solids. Ate. Millan,

78.

London, 1921.

 

 

 

 

13, 346.

В i s с о a

I., W a r r e n В. E.— J. Appl. Phys. 1942,

79.

В о t e s

A. A.,

L a w s o n

D. E.

Trans of the Am Sos. for Steel

 

Treeting, 1930-, 18, p. 654.

 

 

 

80.

В о V e n к e г к

H

P.,

B u n d y

F. P., H о 1 1

H., V e n -

 

t о r f P .— Nature,

10, oct.

1954,

 

 

81.B u n d y F. P. et al.— Nature, 1955, 176, 151.

82.В u n d у F. P. et al. Science, (Wash) 1962, 135, 1057.

83.

C h i m e n q u e i

E., E n s m i n g e r

K- — Trans. Am.

Inst,

 

min Eng. 1922, 67, p. 392.

 

 

 

 

 

 

 

84.

D а у a 1

P.,

D a r k e n L.— Trans. AIME,

1950,

188,

p.

1156.

85.

D г о w a r t

I.

et al.— Chem. Phys., 1959,31,

1131.

 

 

 

8 6 .

F г a

nк 1 i n

R. E.— Acta Cristallograp.,

1950,

3,107,

158.

 

87.

F r a

nк 1i n

R. E .— Proc. Roy. Sos., 1951, 209,

1097,p. 192.

 

8 8 . G 1 о

ск e rG.— Z. Chem. Phys.,

1954, 22,

159-

 

 

 

 

89.

G 1 о

ск e rG—

Z. Chem. Phys.,

1954, 22, 159.

 

 

 

 

90.

G o o d R .-Y., C a r i f a l c o L.

A.

Trans

J. Phys.

Chem.,

1958,

 

62,

1418.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

91.

H a m b a

S u s u m i . — Proc.

4

simp.

Electron Beam

Techn.

 

1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

92.

H e n d г i к s

S. Z.— Kristallographie, 1930, 74, 534.

 

 

 

148

93.

Н е и ш а п п

Т .— и. а. Arch. Eisenhütten W., Bd. 30,

1959, S35—

 

39.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94.

H i с 1 e у

R. H.,

Q и а г г e 1 1

A. G.— J. irona stell,

Just, 1958,

95.

 

178,

4.

 

 

T.

E.,

E a c h

J.

T.— «Metals

Handbook» Cleve—

 

К i h 1 g г е n

 

land,

1948,

p.

1183.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

96.

 

К о z a к e w i t s c h

P.,

U r b a i n

G.

G.

r. Acad. Sei. 1961,

97.

253,

20.

 

J.

J .,

K e r n H .

E.,

B e a c h

A. L.— J. Appl. Phys.,

 

L a n d e r

 

93 1952 1305_1309.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

98.

M i w a

M. Reprets. Tohoku Imperial Univers,

1935, 24, 222.

99.

О 1 n e у M. S m i t h

G.— J. of the Iron and Steel Inst.

1959, Octo­

 

 

ber,

p.

107.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100.

P a r b y s h i r e

J.

P.,

P i x i t

K. R .— Phil. Mag., 1933, 16,

 

 

961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

101.

P r i m a

к W.,

F u s c h

H .— Phys. Rev., 1954, 95, 22.

102.

R a e t h e г

H. Z—

Phys.,

1933,

8 6 ,

82.

 

 

 

 

103.

R o l l

F —

Die Giesseren, 1929, S. 933.

 

1961, Bd.32, S.251—260.

104.

S c h e i 1

E. u. a.— Arch. Eisenhüttenw,

105. S c h w a r t z H. A.,

K e n t

R .— Van—Horn and Junge С. H .—

 

 

Trans, of the Am. Sos. for Steel Trecting,

1933, 21, p. 463.

 

106.

S c h w a r t z H. A., G o h u s o n

H. H.

and J u n g e

С. H .—Trans,

 

 

of

the Am. Sos. for Steel Trecting,

1930,

17, p. 383.

 

 

107.

S i m o n ,

H a d b u c

k.— J. Physic, 1926, 10.

 

 

108.

S m i t h J . , O l n e y M.—J. of Sei and Applications,

1950,3, 4, 194.

109.

T h i e l

A.,

R i 11 e r

F.

Z.— Anorgan

Chem., 1923, 132, 125.

110.

V e n t o r f

R . H. ,

B o v e n k e r k

 

H . P . — J.

Chem. Phys.,

 

 

1962,

36 (1957).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

111.W a r r e n В. E .— J . Chem.Phys., 1934,2,551—555.

112.W a r r e n В. E.— Phys. Review, 1941, 9, 693.

113.W e r t C. A.— Phys. Review, 1950, 79, 4, p. 601.

114.

W e s t g r e n

A., P h r a g m e n C.— J . Iron and

Steel Inst.,

 

1922,

105,

241.

 

 

115.

W e s t g r e n

A. Yesrncotorets Annales, 1932, 87, 457.

 

Смотрите также файлы