Способ определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗАРЯДА ИОНОВ В РАСПЛАВАХ МЕТАЛЛОВ, заключающийся в том, что через расплав пропускают электрический ток для достижения стационарного состояния, при котором потоки электропереноса и диффузии становятся равными Друг другу, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования и упрощения способа, проводят контактнЪе плавление с одновременным пропусканием элйхтрического тока через кон- . тактную жидкую прослойку таким образом , чтобы потоки электроперено .са и диффузии были направлены навстречу друг другу, измеряют толщину образовавшейся контактной жидкой. ПРОС410ЙКИ в условиях стационарного состояния и эффективный заряд находят по формуле (VS) 4Df ЗерС. гдеС. коэффициенты самои взаи модиффузии;i ликвидусные концентрации, взятые при температуре опыта ТррИз диаграммы состояний; е - заряд электрона; СЛ р - удельное электросопротив2 ление расплава; 3/J)cJ - плотность тока; К - постоянная Бальцмана; сГ - толщина образовавшейся кон . 5 тактной прослойки в условиях стационарного состоя-; нвя« 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что образцы металМ лов контактируют друг с другом в горизонтальной плоскости. со 4
„„SU„„ I 040394 A союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
НЯ) 6 01 И 27/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ф 3 2« Оп
i 4Р". «"зевс. где D и|)"С ис23 е—
У
3/, 2
К— д "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3404870/18-25 (22) 16.03. 82 (46) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72) И.В.Рогов, A.A .Ахкубеков и П.A.Ñàâèíöåâ (71) Кабардино-Балкарский государственный университет (53) 621.314(088 ° 8) (56) 1,Белащенко Д.К. Явление переноса в жидких металлах и полупроводниках. M„ Атомиздат, 1970, с. 27.
2. Савинцев П.A., Рогов В.И.
Определение коэффициентов диффузии в звтектических респлавах методом контактного плавления.- Заводская лаборатория, 1969, Р 2, с. 195. (54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ЗАРЯДА ИОНОВ В PACIIJIABAX
МЕТАЛЛОВ, заключающийся в том, что через расплав пропускают электрический ток для достижения стационарного состояния, при котором потоки электропереноса и диффузии становятся равными друг другу, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения области использования и упрощения способа, проводят контактное плавление с одновременным пропуска" йием электрического тока через контактную жидкую прослойку таким об-.. разом, чтобы потоки электроперено;са и диффузии были направлены навстречу друг другу, измеряют толщину образовавшейся контактной жидкой прослойки в условиях стационарного состояния и эффективный заряд находят по формуле коэффициенты само- и вэаи)модиффузии;, ликвидусные концентрации, взятые при температуре опыта Т „из диаграммы состояний;
Ю заряд электрона; удельное электросопротивление расплава; плотность тока; постоянная Бальцмана« толщина образовавшейся кон тактной прослойки в условиях стационарного состояниию
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что образцы металлов контактируют друг с другом в горизонтальной плоскости.
l040394
Изобретение относится к физикохищическим способам исследования вещества, а точнее, к способу определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов или их подвижности, и может .быть использовано, 5 например, при разработке технологий контактно-реактивной пайки.
Известен способ определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов путем пропускания тока че- 1О реэ расплав металлов и измерения их переноса в условиях нестационарного процесса(1 ..
Наиболее близким fc предлагаемому по технической сущности является 15 способ определения эффективного заряда ионов в расплавах металлов.,заключающийся в том, что через расплав пропускают .электрический ток для . достижения стационарного состояния, при котором потоки электропереноса и диффузии становятся равными друг другу 2 ).
Недостатком известных способов является необходимость предваритель- 25 ного определения зависимости распре-! деления концентрации вдоль образца
С (х) . Для нахождения C (х) получают сравнительно большие разности концентраций на концах диффузионных зон. Поэтому для того, чтобы устранить кристаллизацию на концах зон берется температура опыта значительно (20 С)выше эвтектической. о .Цель изобретения — упрощение способа путем исключения необходимости определения С (х) вдоль образца и обеспечение воэможности распространения способа на температурный и концентрационный диапазон, близкий к эвтектическому. .40 укаэанная цель достигается тем, что согласно способу определения эффективного заряда ионов в расллавах металлов, заключающемуся в том, .что через расплав пропускают электрический ток для достижения стационарного состояния, при котором потоки электропереноса и диффузии становятся равными друг другу, проводят контактное плавление с одновремен50 ным пропусканием электрического тока через контактную жидкую прослойку таким образом, чтобы потоки электропереноса и диффузии были направлены навстречу друг другу, измеряют .толщину образовавшейся контактной жидкой прослойки в условиях стационарного состояния и эффективный за" ряд находят па формуле
g(c -с кт та
4)) +, "" 3ер с(гдер+и)) — коэффициенты само- и взаимодиффузии;
С > g3 ликвидусные концентрации, взятые при температуре опыта 3g, из диаграммы состоя» ний; заряд электрона; удельное электросопротивление расплава; плотность тока; постоянная Больцмана; толщина образОвавшейся контактной прослойки в условиях стационарного состояния.
,-„ г
К
d"—
Способ осуществляют следующим образ ом.
Через контактную жидкую зону пропускают электрический ток так, чтобы диффузионный поток и поток электропереноса были направлены в разные стороны. Практически это может быть осуществлено следующим образом. Одновременно в термостате производят три опыта по контактному плавлению. В одном опыте через прослойку не пропускают электрический ток. В двух других ток пропускают в разных направлениях. В микро" скоп МБС-2 наблюдают за ростом жидких контактных прослоек во времени одновременно в трех опытах: д — ве-,личина прослойки, где электричес- кий ток отсутствует, d — где электрический ток задерживает рост жид-. кой прослойки и 6 - где электрический ток увеличивает скорость роста контактной жидкости. Когда д достигает свое предельное значение 4,» наступает стационарное состояние. Направление задерживающего тока пред.сказать:трудно, поэтому осуществляют два опыта с противоположными. направлениями тока, В отличие от -иэ« вестных в предлагаемом способе в
ocHoBjj берется не соотношение равечства сил, действующих на ион, а равенство потоков диффузии J и Х потока электропереноса, которое запишется следующим образом ) = — . z".е ес.. (1) а с кт
D находят из опыта без тока по формуле д. <г (1- Сз) (С,-С,)(1-С,-С ) где r — время опыта;
Cg и С» — равновесные ликвидусные концентрации, которые находят из диаграммы состояний;
Кроме того, образцы металлов кон тактируют друг с другом в горизонтальной плоскости °
1040394 замороженной жидкой прослойки и из формулы
Составитель И.Клешннна
Редактор Ю.Ковач Техред Ж1 Кастелевич КорректорС .Тигор
we Заказ 6921/48 . Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Р; — коэфФициент самодиффузни, который находят по методу измерения смещения инерт.- ных меток, введенных в про- слойку между контактно плавящимися металлами;
С вЂ” парциальный относительный объем компонента.
При этом принимают
3С СЗ- Z ах д
Пример 1. Берут два цилиндрических образца диаметром 3 мм, . помещают в стеклянную трубку того же внутреннего диаметра, контакти.руют торцами и. закрепляют эту сис.тему в держатель, который помещают в термостат так, чтобы контактная поверхность располагалась горизонтально. При температуре опы-. та притирают образцы до появления . -М жидкости, после чего их закрепляют и включают ток. Процесс происходитпри атмосферном давлении и темпера- . туре выше эвтектической, но ниже температуры плавления легкоплавко- . 2> ,ro компонента и ведется до наступ ления стационарного состояния,т.е. когда величина жидкой прослойки в образце, где потоки диффузии и электропереноса направлены в раз- 30 ные стороны, не изменяется со вре менем. 3а процессом наблюдают визуально. Затем образцы вынимают, кристаллиэуют, измеряют величину
2(C) Cãj D(Cç г jKT 3(C -C )KT> ; Л о "i. Ес,. Р< Д "D. еЕС,. М Р".ЕРЗС, определяют эффективный заряд иона. Беря T=73 С, Э ЗА и диаметр образца Й=Змм, в системе 3n-Bi получают значенияд 0 8 мм, Сэ-С2 0г 02 9 =Oг79 10 5Й 9g„-О, 8.10 с ЭЗ,.=Oу 2-105 -,gp=80 10 Ом м, СЗ,= — 0 33 C8;= 0,55 н тогда Z = 0,7, а zв, =-1,4. )t (1 Пример 2 Аналогичен прим РУ 1, при этом, беря T= 127 C, .Э =4A и диаметр образцов d=Ç мм,г. системе Bi-Pb получаются значения =1,0 мм, С> С =0 04 D = Ою42 .10 5см )) ь 0 15 1й 5 +23X 6 35 .19 5 М2 с В с p = 90 "10 Омм, С =0,53, С -=©,43 и тогда =2,5, а 2 ",-= -0,8. П р н м е р 3. Аналогичен примеру 1, при этом, беря Т=147 С, 3 =ÇA и диаметр образцов Й=З мм,р 2 системе Cd-В1 получают значенияо = =О 55 мм С - =О 02 D=- 1 1 10 ф Я P ./ f Зсв= 0 5 ..10 5 «@ 26 0 45.10 5 см и тогда са= 2,4, à Z« = -2,3. Таким образом, с пом шью предлагаемого спосОба устранена трудоЕмкая операция по нахождению концентрации вдоль зоны диффузии, расширилась область исследования.
