Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 27. 5 juli 1941 - Diffusion mellan metaller i fast tillstånd (forts.), av F. Neumeyer
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Teknisk Tidskrift
fusionshastigheten
och omvänt. Med
andra ord:
minskas differensen
mellan
försöks-och smälttemperatur, så ökas
diffu-sionshastigheten.
Noggranna
temperaturgränser, inom vilka olika
fasta metaller och
legeringar
diffundera i varandra,
ha ej utarbetats,
såvida de ej
kunna stödjas på
Tam-manns resistens-gränslag.
Systematiska
forskningar
beträffande tryckets
generella
betydelse för
diffusio-sionen i fasta
metaller föreligga för sådana i pulverform. Trycket
ensamt som legeringsbildande faktor har därvid av
Tammann undersökts med mikroskopiska, termiska
och elektriska metoder. Jämföras blandningar av
metaller som ej bilda blandningskristaller, såsom t. e.
koppar och silver, så visar det sig att dessa
blandningar även under ett tryck av 4 000 atm. och ännu
högre ha ungefär samma struktur som den
sammansmälta blandningen utan tryckbehandling.
Kornformen är dock vid sammansmältning mera
lamell-formig och avrundad och vid sammantryckning ett
oregelbundet konglomerat med partiklar med skarpa
kanter. Trycket ensamt kan alltså ej stegra
diffu-sionen till den grad att av de deltagande metallerna
blandningskristaller eller föreningar bildas. Samma
fenomen har även påvisats genom elektriska
motståndsmätningar av sammanpressade metaller i
trädform. Värmebehandlas emellertid diffusionspartner
under samtidig tryckinverkan, så kan diffusionen
avsevärt stegras. I mikrostrukturbilderna visar sig då
vid korngränserna eller längs gränsen av de på
varandra lagda metallerna sömmar av legerad metall,
som med tiden till en viss gräns tilltaga i tjocklek.
Seith har givit en schematiskt klar översikt av
sådana legeringsbildningar för olika typer av binära
legeringar (fig. 13). De termodynamiska
ekvationerna kunna för givna temperaturer ge sambandet
med trycket. Viktigast är att smälttemperaturen av
en metall ökas med trycket (undantag vismut) (van
t’Hoff—Le Chatelier). Man har därmed ett medel
tillhands att inverka på differensen mellan
försöks-och smälttemperatur och därigenom på själva
diffu-sionshastigheten. Trycket inverkar även avsevärt på
den inre strukturen, särskilt på kornstorleken vid
stelnandet. De flesta vetenskapliga undersökningar för
diffusion av fasta metaller bortse emellertid från
användning av något nämnvärt tryck. Detta visar de
talrika diffusionsmetoder, då metallen, avsedd att
diffundera i en annan metall, endast pålägges,
på-sprutas, pågjutes eller elektrolytiskt utfälles på andra
metallen utan vidare tryckbehandling. Ibland på-
lägges diffusionsmetallen mekaniskt genom hamring
eller påskruvning. Annorlunda är det dock i den
industriella diffusionstekniken. Vid metallplätering
på mekanisk väg t. e. utövas kraftigt tryck på
diffu-sionsskikten genom sammanvalsning eller
hydraulisk pressning. Härvid är även tidsbesparingen en
viktig faktor. Redan van t’Hoff hav vid diffusion av
en gas i en metall (väte i palladium) lagt märke till
att trycket är proportionellt mot kvadraten av
koncentrationen.
Till B). Av metallernas kristallina struktur
intresserar vid diffusionen symmetriförhållandena. I olika
kristallografiska axelriktningar försiggår diffusionen
med olika hastighet (anisotropi). Bevis härför har
bl. a. förts vid vissa enkristaller av silicium
(diamanttyp) i kubiskt ytcentrerad koppar och av kol
(diamanttyp) i kubiskt rymdcentrerat järn. Tillhöra bägge
diffusionsparterna den kubiska kristallklassen med
tre lika axelriktningar, visas ingen hastighetsskillnad
i diffusion. Ett viktigt samband mellan metallers
kristallstruktur och vissa av deras atomegenskaper
anträffades vid legeringsbildning. Detta består däri
att vissa kristallformer som uppträda mycket ofta vid
legeringsbildande metaller stå i ett bestämt
förhållande till det genomsnittliga antalet av
valenselektroner per atom av ifrågavarande metall
(valenselektroner äro sådana laddade elementärpartiklar i den
dynamiska atomstrukturen enligt Bohr, vilka ej ingå
i slutna förband och därför kunna deltaga i ett
platsbyte). Sådana förhållanden äro t. e. 3:2 för
/3-fasen, 21 :13 för /-fasen och 7 : 4 för £-fasen. Denna
lag har formulerats av engelsmannen Hume-Rothery
i hans doktorsavhandling av år 1925.1B De svenska
forskarna Westgren och Phragmén ha sedan med
hjälp av röntgenanalys av binära guld-, silver- och
kopparlegeringar bragt bevis för
Hume-Rothery-regelns riktighet.
Vad metallernas ytbeskaffenhet angår, så har
majoriteten av vetenskapliga diffusionsförsök mellan fasta
metaller baserats på metallpulver av en eller flera
diffusionsparter. Bortsett från det kristallina
pulvrets fördelar ur röntgenspektroskopisk synpunkt kan
i denna form reaktionshastigheten starkt ökas.
Kornstorleken är därvid t. e. 1 n—20 ß.
De metaller, som avses att reagera med varandra,
föreligga vid vissa industriella förfaranden i kom-
15 "Researches ön the Nature, Properties and Conditions
of Formation of Intermetallic Conipounds, with Special
Refe-rence to Certain Compounds of Tin", Journal Inst. of Metals
1926/295.
A 1— B A 3[%]—■ B 3[%]— B
Fullständiga blandnings- Blandnings- htennetollisk
kristallrader defekt förening
Fig. 13. Schematiskt diffusionsförlopp i binära legeringars
tre huvudtyper enligt Seith.
Fig’. 12. Diffusionskonstantens
beroende av temperaturen ~ (Z> i
logaritmisk skala). (––- Pb själv-
diffusion).
286
12 juli 1941
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
