Cпекание за счет пластической деформации под давлением/

Это спекание можно рассматривать как разновидность твердо-фазового спекания (хотя в принципе оно может осуществляться и при наличии жидкой фазы). Однако в отличие от последнего, при котором спекающееся тело подвергается действию только температуры, при спекании за счет пластической деформации спекающееся тело подвергается одновременному воздействию температуры и внешнему давлению (прессованию), т. е. подвергается так называемому горячему прессованию.

Механизм этого вида спекания заключается в том, что нагретое до высокой температуры кристаллическое тело под действием давления приобретает способность к достаточно интенсивной пластической деформации (вязкому течению), за счет чего происходит перераспределение вещества с заполнением пор. Кроме того, в этом виде спекания участвует (особенно на конечной стадии) и диффузионный механизм переноса вещества. Приложение давления вызывает появление в кристаллическом теле внутренних напряжений, что способствует увеличению перепада концентраций вакансий и, следовательно, усилению диффузионного механизма пере носа вещества.

Спекание за счет пластической деформации весьма эффективно, особенно применительно к трудноспекающимся материалам. Оно позволяет в достаточно короткие сроки получить спекшиеся мате риалы с относительной плотностью порядка 0,99...0,995.

Реакционное спекание

Уплотнение вещества при реакционном спекании в отличие от других видов спекания происходит не за счет пространственного перераспределения вещества, а за счет образования новой фазы в результате химической реакции между твердым веществом и пропитывающей его газовой (паровой) фазой другого вещества. Если в результате такой реакции образуются продукты, которые имеют большие массу и объем по сравнению с вступающим в реакцию твердым веществом, то они заполняют поры спекающегося тела и повышают его плотность.

Реакционное спекание имеет место, например, при обжиге керамики на основе карборунда SiC, нитрида кремния SisN₄ и некоторых других бескислородных соединений. При получении некоторых изделий из карборунда массу, содержащую углерод, помещают в специальную засыпку, например, из элементарного кремния, который при высокой температуре возгоняется, а возникающие пары кремния взаимодействуют с углеродом, образуя SiC — уплотняющий материал. При получении изделий из нитрида кремния обжиг масс, содержащих кремний, проводят в среде азота, взаимодействующего с кремнием при высокой температуре с образованием

Si₃N₄.

Специфическая особенность реакционного спекания заключается в том, что для его протекания необходим интенсивный массообмен между твердой фазой спекаемого изделия и газовой фазой. Поэтому чем плотнее и крупнее изделие, чем выше степень спекания и, следовательно, меньше пористость, тем труднее проходит этот процесс. Достигнуть полностью спеченного состояния только за счет механизма реакционного спекания нельзя, но иногда может быть достигнута относительная плотность порядка 0,85...0,90.

Условия жидкофазного спекания:

Жидкая фаза должна хорошо смачивать твёрдую фазу. Если она не смачивает, то спекания не происходит.

2)Тройные точки эвтектики, двойного подъема и двойного опускания трехкомпонентных диаграммах состояния. Правила определения характера этих точек, процессов, происходящих в них, и дальнейшего пути кристаллизации из точки двойного опускания. Определите вариантность системы в этих точках и объясните, что это означает.

Тройные точки. Три сходящиеся пограничные кривые на диаграммах состояния образуют так называемые тройные точки (напри мер, точки 6, е, f и т. д. на рис. 59), в которых, если кристаллизация не закончена, в равновесии находятся четыре фазы — жидкость со става этой точки и три кристаллических соединения, поля первичной кристаллизации которых сходятся в этой точке (например, в тройной точке b на рис. 59 в равновесии с жидкой фазой находятся кристаллы соединений АВ, АС и AiB]Ci). По правилу фаз система, параметры которой соответствуют этой точке, является инвариантной, т. е. не имеет степеней свободы.

В зависимости от направления падения температуры на пограничных кривых тройные точки разделяются на точки эвтектики, точки двойного подъема и точки двойного опускания. Точка эвтектики является точкой, образованной тремя пограничными кривыми с падающей по всем трем кривым к этой точке температурой (рис. 61, а), точка двойного подъема об разуется тремя пограничными кривыми, по двум из которых температура падает к точке, а по одной — от точки (рис. 61,6), точка двойного опускания образуется, когда по одной пограничной кривой температура падает к точке, а по двум другим пограничным кривым — от точки (рис. 61, в). Например, на рис. 59 точками эвтектики являются тройные точки а, е, h и др., точками двойного подъема — с, d, точкой двойного опускания — q.

Тройные точки отличаются по характеру процессов, происходящих при постоянной температуре (система инвариантна) в системе, когда состав жидкой фазы соответствует этой точке. В точке эвтектики при отводе теплоты происходит физический процесс кристаллизации твердых фаз (соединений), точки же двойного подъема и опускания являются точками химической реакции, сопровождающейся исчезновением старых и появлением новых фаз. Кроме того, в отличие от точки эвтектики, где кристаллизация всегда заканчивается, в точках двойного подъема и опускания в зависимости от исходного состава кристаллизация может закончиться, но может и продолжиться дальше.