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.
Termisk Tidskrift
pakt form t. e. som plåt (med och utan särskilda
beläggningar) och bringas genom värme och tryck till
ömsesidig diffusion. Sådana processer kallas
mekaniska pläteringsförfaranden och de äro på väg att
vinna stor terräng inom den moderna
metallförädlingsindustrien. Enligt ett nytt förfarande av detta
slag (Miller process) pålägges först på en
grund-metall samt på ett pläteringsskikt av annan metall
elektrolytiska utfällningar, som sedan genom
mekanisk sammantryckning vid stegrad temperatur bilda
olösliga diffusionsskikt med varandra. Äro
mellanskikten på elektrolytisk väg utfällda, så ordna sig
skiktens kristalliter sannolikt i samma riktning som
den största elektriska ledningsförmågan till katoden
(som består av grund- resp. pläteringsmetallen), dvs.
i strömlinjernas riktning. Här utnyttjas alltså först
den elektriska strömmens riktningsgivande verkan på
metaller i lösning, som stelna i samma läge. Bringas
sedan sådana "likriktade" skikt till diffusion
sinsemellan, kan det antagas att det bl. a. är på grund
av den liknande strukturen i bägge skikten, som en
höggradig diffusion uppnås. Givetvis främja även
de utfällda metallernas renhet, dvs. frihet från
oxidationsprodukter, diffusionen. Diffusionen bland
elektrolytiskt utfällda metallpar har av Mooradian och
Norton undersökts i större skala. De analyserade
därvid röntgenspektrallinj ernås förändringar i läge
och konturskärpa. Det har redan påvisats att på
elektrolytisk väg utfällda metaller skilja sig med en
del egenskaper från samma, i smälta stelnande
metaller. T. e. ligger den undre elasticitetsgränsen av
elektrolytisk koppar mycket högre än den ur smältan
bildade kopparn. Förklaring därtill är att
kristal-literna vid elektrolytisk utfällning bilda glidplan i en
riktning som skiljer sig (för koppar t. e. med en
vinkel av 70°) från kristallernas vanliga riktning i
vilken de växa fram ur smältan.16 Det medvetna
utnyttjandet av dessa verkningar för industriella
processer öppnar stora perspektiv.
Väljes för diffusion i fasta metaller en mera
kompakt form, såsom tråd eller plåt, så träder täthetens
betydelse mera fram. Tätheten av rena metaller kan
lämpligen beräknas ur atomernas och atomgittrets
volym. Bland annat är renhetsgraden därvid viktig
och små bibiandningar kunna ha avsevärd inverkan.
Diffusionshastigheten influeras därigenom direkt.
Legeringars täthet är en funktion av antalet
förefintliga faser. För en legering, som bildar kompletta
blandningskristaller, gäller Vegards additivlag. Det
är känt att kall- och varmbearbetning ha ett
inflytande på metallers täthet. Detta får emellertid ej
överskattas. Göt järn t. e. ökar genom glödgning
upp till 1 000°C tätheten endast med 0,23 %;
koppartråd minskar genom dragning tätheten med 0,01 %,
silvertråd med 0,05 %, aluminium med 0,1 %,
järntråd med 0,i52 %. Med värmebehandling följer mest
en volymökning (termisk expansion), som för rena
metaller är en lineär funktion av temperaturen, för
legeringar en funktion av antalet förefintliga faser.
Vid diffusion mellan fasta metaller uppträda dessa
faktorer samtidigt med ett flertal andra och deras
roll beror på diffusionsprocessens tekniska eller
vetenskapliga ändamål. Från materialets täthet skiljer
Äldre arbeten om elektrolytkoppar struktur av O. Faust
och F. Credner.
0
-2
-4
-| -10
<o
i
-12
-14
-16
8 6 4 2 0
1/r^xw-i
Fig. 14. Diffusion lånys korngränserna, längs ytan ocli (jenom
kornet (thorium i volfram) beroende på temperaturen 1 /Tk
fenligt Rhines—Wells (––-extrapolerad del av linjerna).
sig beskaffenheten i närhet av den yttre ytan. De
mångkristallina fasta metallerna och legeringarna
äro i praktiken porösa och uppvisa luckor vid
korngränserna. Randskiktens tillstånd torde även inverka
på diffusionshastigheten. En djupt klyftad metallisk
yta lämnar ej samma motstånd mot inträngande
partiklar som en högglanspolerad yta. Största
motståndet bjuder den naturliga obearbetade ytan.
Närmare systematiska undersökningar av dessa faktorer
vid diffusion äro författaren ej bekanta, men redan
Tammann hade i sitt pionjärarbete om
resistensgränserna klart för sig vilken betydelse yttillståndet har
för diffusionen, t. e. genom kall bearbetning av olika
slag eller genom kemisk behandling.
Till slut skall en strukturfråga beröras, som på
liknande sätt är föremål för vetenskaplig forskning
även inom andra grenar av metall-fysiken, såsom
t. e. vid korrosionen: försiggår processen genom
kristallerna (intragranular), längs korngränserna
(inter-granular) eller längs den yttre ytan? På problemets
lösning har nedlagts mycket arbete av ett stort antal
forskare, särskilt i U. S. A. och i Holland.17 Att
uppnå klara resultat försvåras genom flera, faktorer,
såsom föroreningars verkan, rekristallisation vid
diffusionstemperatur, svårigheter i mätmetoderna osv.
Det torde emellertid stå fast att särskilt elementet
volfram är benäget att låta andra metaller diffundera
längs sin yta. Denna ytdiffusion har påvisats för
thorium, molybden, natrium och kol. Samma
fenomen förekommer vid vissa radioaktiva ämnen på
ädelmetallskikt. Ytdiffusionen sker fortare än
diffusionen längst korngränserna eller genom kornen
(fig. 14) och är temperaturberoende. Alla tre
diffu-sionsvägarna kunna förekomma samtidigt.18 Det är
17 Zwikker, van Liempt, Geiss, Clausing, Elam, Langmuir,
Fonda—Young—Walter, Mehl, Rhines—Wells.
is Den omfattande radiotekniska användningen av volfram,
som genom ytdiffusion elektriskt aktiveras, faller utanför
uppsatsens ram.
26 juli 1941
287
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
