Вакуумное оборудование - dmoc.ru

Вакуумная дегазация первичных порошков

0

Вакуумная дегазация первичных порошков

Как уже указывалось выше, тугоплавкие металлы обладают способностью адсорбировать при низких температурах на своей поверхности частицы газов и паров воды. Особенно высокую активность к газовой адсорбции имеют тугоплавкие металлы Va группы (ниобий, тантал), в меньшей степени адсорбируются газы металлами Via группы (хром, молибден, вольфрам).

Количество адсорбированного газа пропорционально поверхности металла, а для свободно насыпанных мелкозернистых порошков оно будет максимальным. Поэтому порошки тугоплавких металлов, особенно ниобия и тантала, характеризуются весьма высокой газовой адсорбцией. Этим свойством часто пользуются, применяя мелкозернистые порошки ниобия и тантала в качестве геттеров в электронных приборах. Для удаления адсорбированных газов из первичных порошков указанных металлов их подвергают предварительной вакуумной дегазации при температурах, исключающих спекание.

Выбор оптимальных температур дегазации определяется характером температурных кривых десорбции, соответствующих указанным металлам. Такие изобары растворимости для ниобия и тантала для наиболее активного газа водорода показаны на рис. 16, а, б. Согласно этим кривым для ниобия активная десорбция водорода имеет место при температурах 600—700° С, для тантала —700—800° С.

Указанные температуры обычно и применяются для дегазации порошков ниобия и тантала. Подробно вопросы дегазации порошков-геттеров рассмотрены в монографии [29].

Многочисленными опытами установлено, что адсорбированные на поверхности порошков газы являются источником газовой пористости в спрессованных и спеченных материалах. Перемешивание сырых порошков со связующими и последующее их спрессовывание затрудняют выход адсорбированных газов, большая часть их остается в металле. При спекании адсорбированные газы выделяются из металла, образуя пористость в спеченных заготовках, т. е. снижая их качество.

Кроме этого, адсорбированные газы частично вступают во взаимодействие с основным металлом, образуя твердые растворы внедрения, оксидные, нитридные и гидридные фазы. Для устранения этих явлений и повышения качества первичных заготовок и изделий за рубежом получила применение предварительная вакуумная дегазация исходных порошков тугоплавких металлов в производстве штабиков, способствующая практически полному удалению адсорбированных атмосферных газов. При этом также исключается взаимодействие газов с основным металлом.

Дегазация осуществляется в вакууме при остаточном давлении в камере 133,3—1333 мПа, при температурах наиболее активного газовыделения в соответствии с кривыми десорбции для каждого металла (см. рис. 16). Как уже указывалось ранее, адсорбция газов на поверхности не связана с силами химического взаимодействия, а в основном обеспечивается ван-дер-ваальсовыми силами.

Поэтому процессы адсорбции и десорбции протекают при достаточно больших скоростях, и для их осуществления длительного времени не требуется.

Десорбированные порошки обладают высокой активностью к газам, поэтому хранение их и замешивание связующих должно осуществляться также в условиях вакуума.

Вакуумная дегазация первичных порошков тугоплавких металлов является важным шагом по пути повышения качества первичных металлов и должна получить широкое применение в отечественной порошковой металлургии как первая стадия вакуумной очистки.

Leave A Reply