Регистрация / Вход
Прислать материал

Взаимодействие многослойного композиционного материала Cu-Nb с насыщенными расплавами свинца

ФИО: Гилёв И.О.

Направление: Материаловедение

Научный руководитель: к.ф-м.н. Жевненко Сергей Николаевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Физической химии

Академическая группа: МФХ-13-1

В работе проведены эксперименты по смачиванию слоистого композиционного материала Cu-Nb свинцом, предварительно насыщенным медью. Для исследования использовали материалы со средней толщиной слоев около 50 мкм. Смачивание проводилось в вакуумной камере при температуре 900°С.

В результате проведенных экспериментов были получены высокоскоростные съемки растекания свинцовой капли по поверхности композиционного материала и по поверхности чистого ниобия. Анализ видеофайлов не позволил оценить изменение в кинетике растекания по поверхности композита и чистому ниобию в сравнении с растеканием по поверхности чистой меди, т.е. скорости растекания приблизительно одинаковы. Установлено, что форма растекшейся капли является равноосной, что не соответствует классическому представлению о растекании по многослойным поверхностям.

Так же были проведены SEM и EDX исследования линии смачивания на внешней поверхности и поперечном шлифе. Измерены контактные углы, и определено распределение компонентов расплава вблизи линии смачивания. Микроскопические исследования показали, что на различных слоях углы смачивания разные и составляют примерно 35° для медного слоя и 70° для ниобиевого.

Показано, что при смачивании насыщенным медью расплавом свинца коррозия отсутствует как по объему слоев, так и по межфазным поверхностям расплава преимущественно на этих поверхностях. Отжиги в течение 2-х часов при 500 °С показали, что происходит преимущественное растворение медных слоев и сглаживание прямоугольной формы слоев ниобия. Если предположить, что при этом устанавливается равновесие «расплав – внутренние межфазные поверхности», то можно прийти к выводу о том, что расплав находится в состоянии капиллярной депрессии.

Так же были оценены поверхностные энергии межфазных поверхностей «твердый Nb-жидкость Pb[Cu]» и межфазная энергия «твердая Cu –твердый Nb» при 500°С, которые составили около 2,8 Дж/м² и 2,4 Дж/м² соответственно.