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| 金属与炉气的相互作用 | |
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| 铝及其合金简直与除了惰性气体之外的一切气体：氧气、氮气、水蒸气、二氧化碳、及各种碳氢化合物相互效果。反响的成果，铝及铝合金被气体及气体与铝合金的反响产品所污染。可是，在这些非金属夹杂物中，只要和固态金属氧化物的数量才足以对合金的安排和功能构成影响。在熔炼进程中，与铝炉料长时间相互效果的炉气成分随具体条件而异。 1．氢在铝中的溶解进程 在熔炼温度范围内，铝和氢实际上不构成化学化合物，但氢在铝中能发作非常明显的溶解．氢在铝中的溶解是按“吸附一分散一溶解”三个接连的进程进行的。首要，炉气或大气中的氢分子撞击到金属表面上，在化学亲和力的效果下，氢分子在金属表面上凝集并离解成为原子。这就是所谓化学吸附进程。这儿应该指出，依据气体与金属元素之间的亲和力巨细，吸附可分为物理吸赞同化学吸附两种方式。物理吸附是由于金属表面原子层上下两个方向受力不平衡而构成的力场对碰撞到金属表面上的气体分子发作招引而发作的。物理吸附较多只能掩盖单分子厚度，且气体仍处于安稳的分子状况，因而不能为金属所吸收，即物理吸附不能发作溶解。化学吸附发作在高于零度的温度，其推进力是反映组元电子耦合的化学亲和力，因而只要与金属原子有必定亲和力的气体(关于铝而言，如氢、氮、氧、水蒸气、二氧化碳等)才干发作化学吸附，或叫活性吸附。在化学吸附中，耗费了某些活化能，但未发作新相，故不是化学进程。化学吸附的成果，一是气体分子在金属表面凝集，二是气体分子在表面离解成为原子。在铝的熔炼温度范围内，化学吸附速度随温度升高而增大，至必定温度后吸附才减缓，并且在很大程度上取决于表面状况。 金属表面层不断地吸赞同离解气体，关于，当金属表面的氢分压大于金属内部的氢分压时，则吸附在金属表面的氢原子就会在分压差的推进及与金属亲和力的效果下向金属内部分散。这就是所谓分散进程。明显，金属表里氢分压差愈大(即浓度差愈大)，温度愈高，则分散速度愈快。此外，熔体表面的物理化学状况对分散速度也有重要影响。假如在熔体表面吸附的成果是构成化合物，那末分散速度不再与压力有关，这时，分散速度取决于这种气体在已构成的化合物层中分散的才能。 跟着分散进程的持续，氢以原子一离子状况溶人铝液中，构成含氢的铝“溶液”。这就是所谓溶解进程。在铝熔体吸收的进程中，占分配位置的是分散进程，它决议了铝熔体吸收的速度。关于铝熔体中的Ti、Zr、V、Li、Na、Si等金属元素，它们与氢反响构成氢化物，呈吸热效应，但随温度升高而分化。 |
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