Чернение металла востребовано в различных сферах производства, однако чаще всего используется для декоративных целей в ювелирном деле и различных ремеслах.
Оцинковка металла является наиболее простым и дешевым способом его защиты от образования ржавчины. Наиболее популярным является метод горячей оцинковки.
Для получения надежного и ровного паяного шва необходимо, чтобы припой хорошо растекался по поверхности паяемых металлов.
Растекаемость является весьма сложной характеристикой, зависящей от очень большого количества причин. Одним из главных факторов, определяющих растекаемость, является соотношение величин поверхностных натяжений на границах раздела твердое тело — газ, твердое тело — жидкость и жидкость — газ, а следовательно, определяемая этими величинами смачиваемость.
Скорость растекания в значительной мере зависит от вязкости расплава, а в случае, если растекание расплава происходит при температуре ниже точки начала кристаллизации (точки ликвидуса), также и от жидко-текучести его. Влияние жидкотекучести проявляется лишь при применении припоев, кристаллизующихся в широком интервале температур. Заметное влияние на растакаемость оказывает сила тяжести, стремящаяся уменьшить высоту капли, а также наличие на поверхности расплава прочной окисной пленки.
Влиянием перечисленных факторов объясняется то, что растекаемость находится в прямой зависимости от состава припоя и от температуры паяния. В общем случае растекание расплава по поверхности твердого металла может осуществляться или через парообразную фазу, или путем перемещения (миграции) атомов жидкого металла при поверхностной диффузии. Ввиду того что упругость паров расплавленных металлов весьма мала, в реальных случаях наиболее вероятна диффузионная природа растекания. Силовое поле поверхности твердого металла меняется не только в кристаллическом, но и в атомном масштабе: над атомами оно выше, между ними — ниже.
Так как атом расплавленного металла стремится занять положение, соответствующее минимальной потенциальной энергии, то он должен перейти в междоузлие и остаться там. Но наличие тепловых колебаний сообщает атому дополнительную кинетическую энергию, поднимает его до более высокого энергетического уровня, благодаря чему атом получает возможность преодолеть потенциальный барьер и перейти в соседнее междоузлие; так, за счет этих энергетических флуктуации и идет процесс растекания.
Скорость растекания обычно невелика; в реальных условиях эта скорость повышается от капиллярного действия шероховатой поверхности твердого металла. Шероховатость поверхности оказывает двоякое влияние на растекание. Критерием растекаемости в физической химии считается так называемый коэффициет растекания, который определяется соотношением величин работ адгезии и когезии.
Если поверхность твердого металла привести в соприкосновение с расплавом, то на их разъединение по границе раздела потребуется затратить определенную работу. Величина этой работы, называемой работой адгезии, определяется тем, насколько свободная энергия двух вновь образованных поверхностей больше энергии ранее существовавшей поверхности раздела твердое тело—жидкость. Таким образом, величина адгезии может быть выражена через величины поверхностных натяжений. Если взаимодействие между атомами твердого металла и расплава сильнее взаимодействия атомов расплава между собой, то разъединение происходит не по поверхности раздела, а внутри самой жидкости.
Таким образом, из выражения следует, что растекаемость припоя прямо пропорциональна смачиваемости и поверхностному натяжению его на границе с газом или флюсом. Однако эта зависимость не однозначна, поэтому, например, поверхностное натяжение сплавов системы свинец — олово плавно уменьшается с увеличением содержания свинца, в то время как растекаемость изменяется по кривой с максимумом у сплава эвтектической концентрации.
Из последнего выражения видно, что при краевом угле смачивания больше нуля коэффициент растекания имеет отрицательное значение; отсюда следует, что полное самопроизвольное растекание расплава по поверхности твердого металла возможно лишь при краевом угле смачивания, равном нулю. В случае, когда энергия сцепления расплава с поверхностью твердого металла больше энергии, необходимой для образования двух новых поверхностей жидкости, т. е. в случае полного смачивания, правильнее говорить не о равенстве краевого угла нулю, а об отсутствии краевого угла смачивания.
Часто во время осуществления сварки или пайки металлов и их сплавов возникают неожиданные проблемы. О многих из них мы и поговорим в разделе «вопросы и
ответы»
Эмалирование металлов – технология, которая позволяет наносить на поверхность изделий из стали специальный защитный слой, отличающийся великолепными эстетическими
свойствами.
