Интегральный метод неизотермической кинетики

Интегральный метод неизотермической кинетики следует признать более информативным и точным по сравнению с дифференциальным. Особенность его заключается в том, что энергию активации процесса можно рассчитать при линейно заданных режимах нагревания. Исходным уравнением служит выражение (9.16). Разделяя переменные в (9.16), получаем:

, (9.20)

Однако T = T₀ + qτ, где q – скорость подъема температуры: q = dT/dτ. Отсюда dτ = dT/q. Тогда для двух скоростей нагревания выражение (9.20) принимает вид:

, (9.21)

В уравнениях (9.21) помимо Е остаются неизвестными F (α) и k₀ Взяв отношение уравнений (9.21), получим:

, (9.22)

Выражение (9.22) очень удобно тем, что для расчета энергии активации необходимо знать минимум информации о процессе, скорость нагревания и температурную зависимость исследуемого свойства.

Таким образом, изучение методов кинетики спекания показало, что изотермические методы сложны и вносят в эксперимент большую ошибку за счет стадии нагрева тела до постоянной температуры. Исследование кинетики высокотемпературных процессов в неизотермических условиях обладают очевидными преимуществами, они отличаются простотой и большей точностью, корректностью и статистической надежностью полученных результатов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:

Основной

1. Гегузин Я.Е. Физика спекания. – М.: Наука, 1984. 312 с.

2. Ивенсен В.А. Феноменология спекания. – М.: Металлургия, 1985. 247 с.

3. Ковтуненко П.В. Физическая химия твердого тела. Кристаллы с дефектами. – М.: Высшая школа, 1993. 352 с.

4. Бакунов В.С., Беляков А.В., Лукин Е.С., Шаяхметов У.Ш. Оксидная керамика: спекание и ползучесть. Учеб. пособие. Под ред. В.С. Бакунова. – М.: РХТУ
им. Д.И. Менделеева, 2007. 584 с.

5. Гегузин Я.Е. Почему и как исчезает пустота. – М.: Наука, 1986. 208 с.

6. Гегузин Я.Е. Живой кристалл. – М.: Наука, 1981. 194 с.

7. Бокштейн Б.С. Атомы блуждают по кристаллу. – М.: Наука, 1984. 208 с.

8. Беляков А.В. Методы получения неорганических неметаллических наночастиц. Учеб. пособие. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2003. 80 с.

9. Беляков А. В. Химические методы получения керамических порошков. Учеб. пособие. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2001. 32 с.

Дополнительный

1. Химическая технология керамики: учеб. пособие для вузов / Н.Т. Андрианов,
В.Л. Балкевич, А.В. Беляков и др.; Под ред. И.Я. Гузмана. – М.: ООО РИФ Стройматериалы, 2011. 496 с.

2. Практикум по технологии керамики: учеб. пособие / ред. И.Я. Гузман. – М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2005. 334 с.

3. Гегузин Я.Е. Макроскопические дефекты в кристаллах. – М.: Металлургиздат, 1962. 252 с.

4. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. – Киев: Академиздат АН УССР, 1963. 420 с.

5. Скороход В.В., Солонин С.М. Физико-металлургические основы спекания порошков. – М.: Металлургия, 1984. 160 с.

6. Джонс В.Д. Основы порошковой металлургии. Свойства и применение порошковых материалов. – М.: Мир, 1965. 392 с.

7. Бальшин М.Ю. Порошковое металловедение. – М.: Металлургиздат, 1948. 383 с.

8. Ивенсен В.А. Кинетика уплотнения металлических порошков при спекании. – М.: Металлургия, 1971. 265 с.

9. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. – Новосибирск: Наука, 1986. 306 с.

10. Вассерман И.М. Химическое осаждение из растворов. – Л.: Химия, 1980. 208 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………. 3

1. ПРИПЕКАНИЕ ТЕЛ, КОНТАКТИРУЮЩИХ «В ТОЧКЕ»……… 6

1.1 Возможные механизмы припекания
твердых тел, контактирующих в «точке»………………………… 6

1.2. Геометрия контактной области. Движущая сила припекания ……. 8

1.3. Механизм вязкого течения…………………………………………. 11

1.4. Механизм объемной самодиффузии ………………………………. 13

1.5. Взаимное припекание при наличии прижимающего усилия……. 17

1.6. Механизм поверхностной диффузии ………………………………. 21

1.7. Механизм переноса вещества через газовую фазу........................ 22

1.8. Закон «размеров»…………………………………………………... 24

1.9. Взаимное припекание частиц произвольной формы…………….. 27

2. ПРИПЕКАНИЕ РАЗНОРОДНЫХ ТЕЛ............................................... 33

2.1. Взаимно – нерастворимые тела…………………………………… 33

2.2. Эффекты Кикрендалла и Френкеля………………………………... 39

2.3. Припекание взаимно-растворимых твердых тел …………………. 43

3. ЗАЛЕЧИВАНИЕ (СПЕКАНИЕ) ИЗОЛИРОВАННЫХ ПОР……... 48

3.1. Залечивание изолированной поры в однородной
изотропной среде …………………………………………………... 49

3.2. Роль границ зерен и дислокаций в залечивании
изолированной поры……………………………………………….. 58

3.3. Залечивание изолированной поры в изотропной среде
под влиянием значительных внешних давлений…………………. 65

3.4. Перемещение поры как единого целого…………………………… 67

4. АНСАМБЛЬ ПОР В РЕАЛЬНОМ ТВЕРДОМ ТЕЛЕ……………… 74

4.1. Ансамбль пор в квазивязкой сплошной среде…………………… 75

4.2. Коалесценция пор в ансамбле……………………………………... 78

4.3. Коалесценция пор при наличии стоков вакансий.
Расширение локализованной пористой области …………………. 83

5. СПЕКАНИЕ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ ПОРОШКОВЫХ
ПРЕССОВОК...................................................................................... 91

5.1. Стадии процесса усадки……………………………………………. 92

5.2. Активность дисперсных порошков………………………………… 95

5.3. Влияние «гравитационных» и остаточных напряжений
на спекание………………………………………………………….. 101

5.4. Феноменологическое описание процесса спекания………………. 105

5.5. Поздняя стадия спекания порошковых прессовок………………. 111

6. ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА УПЛОТНЕНИЕ ПОРИСТОГО ТЕЛА
ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ……………………………… 114

7. СПЕКАНИЕ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ
ПОРОШКОВЫХ ПРЕССОВОК………………………………….... 119

7.1. Концентрационная зависимость линейной усадки
двухкомпонентных смесей в твердой фазе……………………….. 120

7.2. Модифицирование порошков в процессе спекания.
Активированное спекание…………………………………………. 126

8. СПЕКАНИЕ С УЧАСТИЕМ ЖИДКОЙ ФАЗЫ……………………. 136

9. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ СПЕКАНИЯ…………... 176

9.1. Сущность энергии активации………………………………………. 177

9.2. Модели физико-химических процессов в технологии тугоплавких неметаллических материалов…………………………………………….. 178

9.3. Изотермический метод исследования кинетики спекания………… 179

9.4. Определение кажущейся энергии начальной стадии спекания
методом ступенчатой изотермической дилатометрии………………….. 185

9.5. Дифференциальный метод неизотермической кинетики………… 187

9.6. Интегральный метод неизотермической кинетики………………. 195

 

Учебное издание