Розмір шрифту: 

Получение сплавов в аморфном состоянии разными методами связано с существенными трудностями, которые заключаются в использовании химически активных элементов. Реакционная способность расплавов приводит к взаимодействию с огнеупорными материалами плавильного тигля, что приводит к быстрому износу футеровки плавильно-разливочного узла. Для определения стойкости  огнеупоров к расплавам используют метод, который позволяет исследовать межфазное взаимодействие в системе «расплав – огнеупор».      В работе было исследовано межфазное взаимодействие  расплавов систем  Al – Cu – Zr и Al – Cu – Zr – Ni с огнеупорными материалами в интервале температур от 1023 К до 1723 К.     В качестве подложек использовали графит (мелкокристаллический плотный графит, пирографит, мелкокристаллический графит и электродный графит), алунд, кварцевое стекло. Навески изготовляли из сплавов  Al69Cu25Zr6, Al69Cu25Zr4Ni2.     Исследования по изучению смачиваемости в системе расплав Al69Cu25Zr6 – графит показали, что до 1400 К контактный угол смачивания  находится в пределах 90 град. При этом работа адгезии для этих систем составляет 500 мДж/м2. Последующее увеличение температуры до 1423 К приводит к растеканию расплава по подложке, изготовленной из мелкокристаллического графита и пирографита, а контактные углы смачивания при этом равны 70 град. и 80 град. соответственно. Это свидетельствует о том, что происходит химическое взаимодействие на межфазной границе в этих системах, что подтверждает значительное увеличение работы адгезии (до 1500 мДж/м2). Что касается подложек, изготовленных из электродного графита, то они активно начинают взаимодействовать с расплавом Al69Cu25Zr6 при температуре 1453 К, при этом контактный угол смачивания находится в пределах 60 град., а работа адгезии – 1750 мДж/м2. Как показали исследования, более стойким материалом к расплаву Al69Cu25Zr6 является мелкокристаллический плотный графит. Растекание расплава по поверхности подложки происходит при температуре 1473 К. Установлено, что смачивание этих огнеупорных материалов начинается при выдержке и соответствующей температуре, поэтому жидкий расплав растекается по электродному графиту –  через 4 мин., мелкокристаллическому плотному графиту через –  6 мин., пирографиту – через 7 мин. и мелкокристаллическому графиту – через 10 мин.     Эксперименты по исследованию смачиваемости в системе расплав Al69Cu25Zr4Ni2 – графит имеют похожие результаты. Таким образом, установлено, что контактный угол смачивания (?) для всех систем (кроме системы расплав – пирографит) лежит в области ниже 90 град. при температуре 1453 К. Значения ? при этой температуре находится в интервале от 30 до 85 град., а работа адгезии для указанной системы составляет от 1500 мДж/м2 до 2200 мДж/м2. Подложки, изготовленные из пирографита, смачиваются расплавом Al69Cu25Zr4Ni2  при температуре 1423 К, а контактный угол и работа адгезии  равны 50 град. и 2000 мДж/м2 соответственно. Установлено, что смачивание данных огнеупоров начинается в интервале времени от 2 до 8 мин.      Аналогичные результаты были получены при исследовании системы расплав Al69Cu25Zr6 – алунд. Жидкий расплав начинает растекаться по алундовой подложке  при температуре выше 1453 К. Смачивание  алунда и кварцевого стекла расплавом Al69Cu25Zr4Ni2 начинается при температурах 1420 К и 1360 К соответственно.      Таким образом, полученные результаты по межфазному взаимодействию расплавов Al69Cu25Zr6 и Al69Cu25Zr4Ni2 с различными огнеупорными материалами показали, что для их плавки можно использовать графитовые и алундовые тигли при температурах до 1453 К.