Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Царевский Е.Н. -> "Свойства и разработка новых оптических стекол" -> 37

Свойства и разработка новых оптических стекол - Царевский Е.Н.

Царевский Е.Н. Свойства и разработка новых оптических стекол — Л.: Машиностроение, 1977. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): svoystvairazrabotkaopticheskihstekol1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 31 32 33 34 35 36 < 37 > 38 39 40 41 42 43 .. 91 >> Следующая

Для большинства стекол в большей или меньшей степени отмечалось образование пущдрей в зоне спаивания. Характерной особенностью взаимодействия названных стекол с титаном было появление вокруг капли стекла серовато-черного ореола. *
Анализ газового состава пузырей в стеклянной капле проводился по методу В. Т. Славянского [10]. Пузыри, диаметр которых колебался в интервале 0,07—0,30 мм, в массе стекла расположены неравномерно. У фазовой 'границы раздела располагаются более крупные пузыри. Установить зависимость состава газа в пузырях от состава стекла не удалось. Результаты анализа указывают на почти постоянное содержание продуктов (в %): СО 31; С02 6; Н2 10; Na2 53. В газовых пузырях не обнаружено кислорода. Очевидно, весь кислород, имеющийся в стекле и металле, идет на окисление титана, о чем свидетельствует образующийся вокруг капли ореол. Электронно-микроскопическое исследование поверхности титана непосредственно у капли стекла позволило констатировать двойниковые прорастания рутила.
Основная причина выделения пузырей при взаимодействии расплавленного стекла с титаном — сам металл. В контрольном опыте, где на поверхность титана электролитически наносился барьерный слой хрома толщиной 10 мкм, образования пузырей при спаивании со стеклом не наблюдалось.
С помощью микроскопического и металлографического исследования шлифов спаев получены данные о состоянии переходного слоя в спаях исследуемых стекол с титаном. И? рисунка видно, что микротвердость стекла и металла растет по мере приближения к переходной зоне. При спаивании диффузионные процессы проходят за время реакции на глубину до 500 мкм в титан и более 300 мкм в стекло от границ переходной зоны. Микротвердость титана увеличивается за счет диффузии элементов стекла в титан, а также за счет того, что образующиеся при спаивании окислы
93
титана способны растворяться в самом титане, вызывая увеличение его микротвердости [3].
Переходная зона спаев имеет максимальные значения микротвердости. Например, для стекла, содержащего 1% ВаО и 0,5% V205, Н = 893 кг/мм2, а для стекла с 1,5% Sb203 Я = 1328 кг/мм2.
Данные по микротвердости силицидов титана: TiSi2 Н = = 892 кг/мм2; Ti5Si3 Н = 986 кг/мм2; TiSi Я = 1039 кг/мм2. При сопоставлении экспериментальных и справочных данных пра-
Н,кг/мм2
Рис. Микротвердость в области титаностеклянного спая в зависимости от добавки окислов в щелочноборосиликатное стекло (в %):
/ — 1,5 Sb203; 2 - 1 ВаО; 0,5 У205; 3 — 1,5 Се02; 4 — 1,5 Nb2Os
вомерно предположить, что твердофазными продуктами взаимодействия титана со щелочесодержащими боросиликатными стеклами являются силициды.
Эти выводы подтверждаются результатами рентгеноструктурного анализа. Дебаеграммы переходных слоев спаев фиксируют наличие в переходном слое силицида титана TiSi2; Li20-2Si02 и кристобалита. Дифрактометрический метод также обнаруживает в переходной зоне присутствие Li20-2Si02 и, кроме того, ТЮ2.
Таким образом, в процессе спаивания титана со щелочноборосиликатными стеклами происходит химическое взаимодействие компонентов расплавленного стекла с металлом, причем акцеп-
94
торные свойства титана выражены очень сильно. Продуктами про-текающих реакций являются твердофазные силициды, субоксиды и газообразные соединения. Титан инициирует выпадение кристаллических фаз — кристобалита и дисиликата лития — в зоне реакции.
Исходное стекло, выдержанное в печи при температуре спаивания, не обнаруживало склонности к кристаллизации. Характерно, что этот факт согласуется с данными работы [2]. В ней показано, что титан вызывал кристаллизацию оконного стекла при изготовлении стеклометаллической композиции.
Введением окиси лития, а также некоторых окислов переменной валентности удалось достичь удовлетворительного смачивания (0 < 70°) титана. Взаимодействие компонентов стекла и титана приводит к снижению свободной поверхностной энергии металла и к уменьшению угла смачивания. Степень смачивания зависит от степени взаимодействия контактирующих элементов стекла с титаном на поверхности раздела. Поэтому стекла, содержащие такие элементы, как Sb, Со, V, Се, которые образуют металлические соединения с титаном либо твердые растворы с ним, имеют углы смачивания менее 90°.
Флюсующее действие окиси лития используют при пайке в нейтральных средах. Отмечается [8], что при этом происходит переход окисной пленки металла в состав литийсодержащего припоя.
Присутствие в стекле окислов переменной валентности затормаживает процесс газообразования в зоне спаивания. Они не дают возможности кислороду взаимодействовать с углеродом, в значительной степени снижают окисление титана. Об этом свидетельствует отсутствие у данных стекол при спаивании с титаном ореола вокруг капли стекла.
В результате исследования были получены стекла *, которые отвечают техническим требованиям при изготовлении спаев с титаном в промышленных условиях. В настоящее время составы стекол нормализуются.
Дальнейшие работы направлены на создание бесщелочных легкоплавких стекол, позволяющих изготовлять спаи с титаном ниже 882° С — температуры а —> {} — превращения титана.
Предыдущая << 1 .. 31 32 33 34 35 36 < 37 > 38 39 40 41 42 43 .. 91 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed