Термодинамическое моделирование и экспериментальное изучение поверхностных свойств, кинетики и температуры контактного плавления металлов с целью создания композиционных микро- и наноматериалов

В рамках второго этапа изучались поверхностные свойства и контактное плавление металлов с целью установления взаимосвязей между этими свойствами. Изучены политермы плотности и поверхностного натяжения (ПН) сплава цинк - алюминий - молибден - магний. Изучено взаимодействие жидкого цинка и сербской бронзы с поверхностью твердых сплавов WC + Co. Изучались поверхностные свойства расплавов легкоплавких металлов и смачивание ими стали, пористых меди и никеля. Осуществлены попытки создания методом КП композиций Cu/Al, Ni/Al, в том числе и в соответствующих тонокпленочных системах. Изучалась морфология поверхности. В ходе выполнения второго этапа НИР получены результаты измерения плотности и поверхностного натяжения сербской бронзы (сплава цинк - молибден (0,597 мас.%) - алюминий (0,560 мас.%) - магний (0,249 мас.%)), они показали, что плотность сплава линейно понижается с температурой, в то время как на политермах поверхностного натяжения имеется слабо выраженный максимум при температуре T = 850 K. Результаты изучения температурной зависимости углов смачивания цинком и сербской бронзой твердых вольфрамокобальтовых сплавов показывают, что политерма углов смачивания твердого сплава WC-Co цинком - прямая линия и в интервале температур от точки плавления цинка до 800°С аппроксимируется уравнением θ = 149 - 0,01•t (t - температура по Цельсию). Углы смачивания твердого сплава WC-Co сербской бронзой ниже, чем при смачивании цинком. Зависимость θ(t) нелинейная в интервале от температуры плавления до 600°С, далее идет ниспадающая ветвь. Подобная нелинейная зависимость θ(t) связана с нелинейной зависимостью ПН. Представлены результаты экспериментального исследования политерм угла смачивания конструкционной стали 12Х18Н9Т расплавленной эвтектикой свинец - висмут в широком интервале температур как при давлении остаточной паровой фазы ~ 0,01 Па, так и в защитной атмосфере гелия. Показано, что угол смачивания до порога смачивания во всех случаях > 90°. Дано объяснение полученным результатам, и проведено сравнение с литературными данными. Представлены результаты изучения политермы плотности и поверхностного натяжения расплавов олова с небольшими добавками индия, проведенных методом лежащей капли как в атмосфере гелия, так и при остаточном давлении паровой фазы в рабочей камере 0,01 Па. Показано, что политермы плотности всех изученных сплавов линейны с отрицательным температурным коэффициентом. В интервале температур 550 - 750°С поверхностное натяжение линейно убывает с ростом температуры. Дано краткое сравнение результатов с литературными данными по поверхностным свойствам сплавов Sn-In.